NO144079B - Reguleringsventil. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av hydrocarbonprodukter som helt eller i det vesentlige består av C<4-> eller C<5->isoparafiner.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstiling av hydrocarbonprodukter som helt eller i det vesentlige

består av C.(- eller C,-isoparaffiner, «C,,-eller C-» vil i det følgende bli omtalt som

«Cn»; hvor n følgelig kan ha verdien 4

eller 5.

Fremgangsmåter av samme art som

denne, ved hvilke det er mulig ved isomerisering å fremstille isoparaffinrike

fraksjoner som egner seg f. eks. som til-førselsmateriale for en alkyleringsprosess

eller for derfra å utvinne isoparaffiner i en

hovedsakelig ren tilstand, er allerede kjent.

Utgangsmaterialet (ofte en «straight run»

petroleumfraksjon) blir hovedsakelig befridd for isoparaffiner for å unngå unød-vendig belastning av den apparatur hvori

selve isomeriserings-behandlingen utføres.

Det har nu vist seg at når man anvender en viss type isomeriseringsbehandling,

er en sådan drastisk bortskaffelse av isoparaffiner ikke bare overflødig, men der

oppnåes faktisk en i økonomisk henseende

meget fordelaktig prosess, forutsatt at

fremstillingen av et relativt isoparaffinrikt

materiale som skal underkastes en sådan

isomerisering, kobles sammen med oppar-beidelsen av isomeriseringsproduktet som

er oppnådd ved selve isomeriseringsbehandlingen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

består således i at man fra et utgangsmateriale som inneholder Cn-hydrocarboner,

fremstiller et materiale som i det minste hovedsakelig består av Cn-paraffiner, og som har et samlet isoparaffininnhold på minst 15 vektpst., beregnet på det totale Cn-paraffininnhold, og at man derefter underkaster dette materiale en isomeriseringsbehandling, således at C,-isoparaffininnholdet i isomeriseringsproduktet (beregnet på det totale Cn-paraffininnhold derav) utgjør minst 55 vektpst. (i tilfelle av C4 paraffiner) eller minst 60 vektpst. (i tilfelle av C-,-paraffiner), hvoretter Cn-iso-paraffinene i det minste delvis separeres fra isomeriseringsproduktet, og resten av isomeriseringsproduktet i det minste delvis påny underkastes isomeriseringsbehandlingen.

I tillegg til Cn-paraffiner kan det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen, også alternativt ha et lite innhold av lette olefiner og/eller na-fthener eller også noe tyngre komponenter. Men det totale innhold av sådanne komponenter er lite. Et visst naftheninnhold (særlig cyclopentan ved fremstillingen av C--isoparaffiner) er en fordel under isomeriseringsbehandlingen, fordi det reduse-rer virkningen av uønskede sidereaksjoner.

Materialet som inneholder en viss mengde isoparaffiner, og som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen, kan f. eks. fremstilles ved å underkaste utgangsmaterialet en separeringsprosess (f. eks. ved destillasjon, adsorbsjon eller lignende) i ett eller flere trinn, og dette materialet oppnåes da f. eks. som et topp-eller bunnprodukt, som en sidestrøm eller lignende.

På lignende måte kan C,- eller C-paraffiner også skilles fra isomeriseringsproduktet på hvilkensomhelst ønsket måte, idet resten av isomeriseringsproduktet utvinnes som en eller flere fraksjoner. Denne eller disse fraksjoner eller en del derav blir enten straks underkastet isomeriserings-behandlingen, eller underkastes påny sepa-rering, hvoretter et eller flere av separa-sjonsproduktene blir helt eller delvis re-sirkulert til isomeriseringstrinnet.

Det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen, fremstilles for-trinnsvis som, eller fra, topproduktet ved fraksjonert destillasjon av utgangsmaterialet, og isomeriseringsproduktet eller en del derav separeres ved fraksjonert destillasjon til et topprodukt som består i det minste hovedsakelig av C„-isoparaffiner og et bunnprodukt, og dette bunnprodukt blir i det minste delvis ført tilbake til destilla-sjonssonen for utgangsmaterialet og for-trinnsvis til tilførselen til denne.

Det er ofte fordelaktig ikke å utsette det fra utgangsmaterialet dannede topp-produkt for isomerisering øyeblikkelig, men først underkaste dette én eller flere rense-prosesser (f. eks. for å fjerne svovelforbin-delser, vann eller lignende). Det er også mulig å utsette bare en del av en fraksjon av dette topprodukt for isomerisering, eventuelt etter rensning, om man f. eks. ønsker å fjerne alle komponenter som er lettere eller tyngre enn det tilsvarende C„. Om det ønskes, er det også mulig å endre Cu-isoparaffininnholdet av topproduktet (f.' eks. ved destillasjon eller adsorbsjon), før det underkastes isomerisering.

Ved den nærværende utførelsesform underkastes resten av isomeriseringsproduktet destillasjon samtidig med utgangsmaterialet, og som et resultat herav vil endel av isomeriseringsproduktet, som i det minste hovedsakelig består av normale Cn-paraffiner, finne veien inn i topproduktet for å underkastes isomerisering og således påny bli underkastet denne behandling. Isomeriseringsproduktets tyngre komponenter og de tyngre komponenter av ut-gangsmaterialets oppnåes under denne destillasjon som en eller flere fraksjoner (vanligvis bare ett bunnprodukt).

Den foran omtalte fremgangsmåte resulterer i en betydelig besparelse både av kapitalomkostninger og av driftsomkostninger sammenlignet med de kjente me-toder, ved hvilke et utgangsmateriale separeres slik at man får et materiale som inneholder ingen eller få isoparaffiner og som deretter underkastes en vilkårlig isomeriseringsbehandling. Dette gjelder især ved tilfeller hvor det hydrocarbonmateriale som skal underkastes nærværende spesielle isomeriseringsbehandling, ikke inneholder mere enn ca. 50 vektpst. isoparaffiner beregnet på det totale innhold av paraffiner med 4 eller 5 carbonatomer pr. molekyl. Især i tilfelle av hydrocarbonmaterialer som er ennu rikere på isoparaffiner, oppnåes en ytterligere besparelse, dersom (under den foran nevnte opparbeidelse av både utgangsmaterialet og isomeriseringsproduktet ved hjelp av fraksjonert destillasjon med samtidig resirkulering av bunnproduktet) varme som er tilstede i topproduktet fra den sone hvor utgangsmaterialet destilleres, tilføres den sone hvor isomeriseringsproduktet destilleres. Dette kan bekvemt utføres ved å lede toppdampene fra en kolonne, hvori den sistnevnte destillasjon finner sted, gjennom en omkoker for en kolonne hvori den førstnevnte destillasjon finner sted. Under dette trinn kan disse damper kondenseres helt eller delvis, hvorved samtidig tilbakeløpet til kolonnen bringes i den ønskede tilstand. For denne avpasning av tilbakeløpets tilstand eller opphetning av den annen kolonne er det naturligvis også mulig, om det ønskes, å overføre varme fra eller til andre kilder.

Prinsipielt kan et stort område av Cn-paraffininneholdende materialer, f. eks. råolje og krakkingsprodukter eller fraksjoner derav, anvendes som utgangsmaterialer for nærværende fremgangsmåte. Et meget hensiktsmessig materiale er en «straight-run» bensin eller bensinfraksjon. For fremstilling av hovedsakelig C,-isoparaffiner kan der hensiktsmessig anvendes en stabilisert bensin, men ustabiliserte C4-hydrocarboninneholdende bensiner kan også anvendes. I sistnevnte tilfelle bør de hydrocarboner som har 4 carbonatomer pr. molekyl også fjernes praktisk talt fullsten-dig, enten samtidg med eller etter fjernel-sen av hydrocarboner med mer enn 5 carbonatomer pr. molekyl. For fremstilling av C risoparaffiner er det også mulig å anvende en ustabilisert bensin, fra hvilken det materiale som skal isomeriseres, fremstilles ved at komponenter tyngre enn C, i det vesentlige fjernes.

Et eksempel på den spesielle isomeriseringsbehandling som er egnet til bruk ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse, er en fremgangsmåte som ut-føres ved hjelp av en aluminiumklorid-inneholdende katalysator på en bærer som inneholder platina, aluminium og halogen som beskrevet f. eks. i engelsk patent 844 837, hvormed det er mulig å oppnå den høye isoparaffinkonsentrasjon som kreves i isomeriseringsproduktet.

Fortrinsvis anvendes der imidlertid en isomeriseringsbehandling hvorved det materiale som skal behandles, innføres i væ-skefasen i den nedre del av en reaksj onssone hvor der er en minst ca. 6 meter høy søyle av en smeltet katalysatorblanding (katalysatorsøyle) som inneholder aluminiumklorid og antimontriklorid, idet den overflatehastighet hvormed det nevnte materiale innføres, er 0,3—3,0 m pr. minutt, og isomeriseringsproduktet tas ut fra den øvre del, fortrinsvis fra reaksj onssonens topp. (Med «overflatehastighet» menes den lineære hastighet hvormed vedkommende materiale ville strømme gjennom denne sone, hvis den bare inneholdt dette materiale.) En sådan isomeriseringsprosess kan lett føre til et isomeriseringsprodukt med et Cn-isoparaffininnhold (basert på det totale Cn-paraffininnhold) på mere enn 70 pst. og undertiden endog 75 pst., i motset-ning til isomeriseringstaehandlinger som gjør bruk av en omrørt reaktor.

Katalysatorblandingene som skal anvendes ved den foretrukne utførelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, har en høy spesifikk vekt, omtrent 2,5—3, og har ved isomeriseringstemperaturen (som fortrinsvis er under omtrent 110° C og fordelaktigst mellom 68° C og 95° C) en lav viskositet, nemlig ca. 7 centipois. De har høy katalytisk aktivitet. Under isomeriseringsbehandlingen er der i reaktoren en emulsjon av hydrocarboner i en kontinuerlig katalysatorfase. Trykket i reaktoren bør være minst så høy at hydrocarbonene fore-ligger i flytende tilstand, og det kan endog være såpass høyt som 8,5—35 atm. På grunn av forskjellen i medienes tettheter stiger hydrocarbonene opp gjennom katalysatorkolonnen. Katalysatorblandingen inneholder fortrinsvis 10—50 volumpst. og fordelaktigst 20—40 volumpst. dispergert reaksjonsblanding. Emulsjonen inneholder denne reaksj onsblanding bekvemt i form av ganske små dråper, f. eks. med en diameter på 0,25—6,4 mm. Denne dråpestør-relsen kan lett oppnåes ved å tilføre det materiale som skal isomeriseres med en hastighet på 2,5—6 m/sek. gjennom inn-løpsåpningen eller åpningene til reaksjonssonen. Dråpestørrelsen vil i så tilfelle være helt eller hovedsakelig avhengig av utløps-åpningenes størrelse.

Høyden av katalysatorkolonnen, som bør være minst 6 m, behøver vanligvis ikke å være mere enn ca. 15 m. Søylens øvre ende kan bekvemt være ca. 1 m under toppen av reaksjonssonen, hvorfra isomeriseringsproduktet vanligvis fjernes. Katalysa-torsøylens diameter (og derfor som regel også reaksj onssonen som inneholder den) er omtrent 0,3—1 m. Forholdet mellom ka-talysatorsøylens lengde og diameter er best minst som 10 : 1.

Da der under reaksj onsbetingelsene kan forekomme noen slamdannelse som fører til tap av aluminiumklorid i slam-met, er det tilrådelig å fornye katalysatorblandingen.

Dette gjøres helst ved å trekke katalysatorblandingen kontinuerlig eller i porsjoner ut fra reaksj onssonens øvre del ved et punkt under isomeriseringsproduktets utløp, hensiktsmessigst med en midlere mengde av 3—10 pst. pr. time av den tilstedeværende mengde (som vanligvis sva-rer til 0,008—0,025 volumdeler av katalysatorblandingen for hver volumdel av det hydrocarbonmateriale som er ført til reaksjonssonen pr. time) og ved å tilføre frisk og/eller regenerert katalysatorblanding til katalysatorkolonnens bunnparti, fortrinsvis ved bunnen. I tilfelle av isomerisering av C4-paraffiner kan den mengde katalysatorblanding som skal fjernes, passende være noe mindre, (og f. eks. tilsvare en lavere verdi innenfor dette område) enn tilfelle av C;.-paraffiner (for hvilke man godt kan velge en større mengde innenfor dette område). På denne måte kan reaksj onssonens øvre parti, ovenfor katalysator-utløpet, virke som en samle- eller avsetningssone, hvori hydrocarbonene skiller seg fra emulsjonen med katalysatorblandingen. Den forenede reaksj onsblanding blir således i dette tilfelle ført ut fra toppen av denne avsetningssone, og katalysatorblandingen blir ført ut fra denne sones bunn i det vesentlige befridd for reaksj onsblanding. Hensiktsmessig er avsetningsso-nens høyde omtrent 1/8—1/4 av selve reaksj onssonens høyde (katalysatorsøylen og avsetningssonen tilsammen).

Katalysatoren kan regenereres, f. eks. ved å bringe den mengde man skal regene-rere, i kontakt med det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen. Det dannede slam (hovedsakelig et kom-pleks av aluminiumklorid med hydrocarboner) skilles fra og kan fjernes. Mengden av aluminiumklorid i katalysatorblandingen kan deretter samles ved å bringe en del (den samme mengde eller en annen) av blandingen i kontakt med aluminiumklorid, hvilket øker konsentrasjonen av denne siste i blandingen.

Det er ofte tilrådelig å utføre isomeriseringsbehandlingen av den foreliggende type i nærvær av et hydrogenhalogenid, f. eks. hydrogenklorid, fortrinsvis i mengder på 4—£ vektprosent av det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen. Dette halogenid kan f. eks. innføres sammen med det materiale som skal underkastes behandlingen og fjernes sammen med isomeriseringsproduktet. Om så ønskes, kan det deretter skilles fra dette produkt og, om nødvendig, brukes påny i sin helhet eller delvis, med eller uten friskt halogenid. I så fall er det også undertiden mulig å anvende større mengder endog opp til 25 vektpst. Hvis der ikke kreves noen til-bakeføring av denne type, anbefales det å bruke mindre mengder, f. eks. fra 0,3 til 5 pst. Den riktige mengde bør bestemmes overensstemmende med arten av det inn-førte materiale, katalysatorblandingens sammensetning og driftsbetingelsene.

Ofte er det også tilrådelig å utføre denne isomeriseringsbehandling i nærvær av et stoff som kan forhindre krakking og andre uønskede sidereaksjoner. Hvis dette stoff ikke allerede er tilstede i det materiale som skal isomeriseres, kan det f. eks. tilsettes dertil, og materialet kan sammen med det nevnte stoff føres til isomerings-sonen. Bortsett fra de ovenfor nevnte naf-thener, eller også f. eks. benzen, kan hydrogen eller hydrogeninneholdende gass meget bekvemt anvendes som et sådant stoff. Fortrinsvis, og spesielt i tilfelle av fremstilling av C.--isoparaffiner, utføres prosessen ved et partielt hydrogentrykk på 0,08—33 atmosfærer.

Katalysatorblandingens riktige sammensetning avhenger av sammensetningen av det materiale som skal underkastes den foreliggende isomeriseringsbehandling. For isomerisering av C4-hydrocarboner anbefales en blanding inneholdende 84—96 vektpst. SbCl.,, og for C5-hydrocarboner en blanding inneholdende 95—99 vektpst. SbCl.,.

(resten er i begge tilfelle A1C1„). De andre reaksj onsbetingelser kan ofte være noe mindre drastiske i tilfelle av Cs-isomerisering enn i tilfelle av C4-isomerisering.

Oppfinnelsen skal i det følgende illu-streres ytterligere med henvisning til teg-ningen, som imidlertid ikke viser alminne-lig hjelpeapparatur som pumper, kompres-sorer, ventiler etc.

Fig. 1 er et diagram av en foretrukken utførelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstillingen av et hy-drocarbonprodukt som er meget rikt på isoparaffiner, fra en lett «straight-run» bensinfraksjon. Det beskrives nedenfor fremstilling av et produkt som er rikt på C--isoparaffiner, men fremgangsmåten er likeså hensiktsmessig for fremstilling av et produkt rikt på C4-isoparaffiner.

Bensinfraksjonen (A.S.T.M. kokeom-råde 37° C—100° C) som inneholder C,-paraffiner bestående av ca. 34 pst. isoparaffiner, innføres gjennom et rør 1 i en de-stillasjonskolonne 2 som oppvarmes ved hjelp av en koker 3. I denne kolonne 2, som arbeider ved et trykk på ca. 7 ato, en bunntemperatur på ca. 163°C og en topptempe-ratur på ca. 106° C, adskilles fraksjonen i form av destillatdamper bestående helt eller hovedsakelig av C,-paraffiner og et bunnprodukt som inneholder fraksjonens øvrige komponenter. Destillatdampene ledes over et rør 4 gjennom en koker 5 som leverer varme til kolonnen 6. (Om så ønskes, kan ytterligere varme tas ut fra destillatdampene, f. eks. ved hjelp av kjølevann.) Disse damper kondenseres, og kondensatet ledes til sidekammeret 7 av en samlebehol-der, fjernes derfra over et rør og blir deretter delvis returnert som tilbakeløp til kolonnen 2 og delvis (av senere nevnte grunner) ført gjennom et avløpsrør 9 til samlebeholderens hovedkammer 10. Den væske som samler seg i hovedkamret 10, ledes gjennom et rør 11, et trinn for tørk-ning og fjernelse av svovel 12 og et rør 13 til en sone 14, hvori den underkastes en isomeriseringsbehandling. Denne sone 14 kan foruten selve isomeriseringsreaktoren inneholde tilleggsapparatur som kolonner, separatorer etc. som vil bli omtalt senere. Isomeriseringsbehandlingen i sonen 14 er sådan at isomeriseringsproduktet som tas ut fra denne sone, inneholder minst 60 vektpst. isopentan, beregnet på det totale C5-paraffininnhold. Dette isomeriseringsprodukt blir, eventuelt etter å være underkastet virkningen av en tørrebehandling og lutbehandling (ikke vist) ledet gjennom et rør 15 til kolonnen 6, som arbeider ved et trykk på ca. 3 atm. abs., en topptempe-ratur på ca. 55° C og en bunntemperatur på ca. 73° C. Tilbakeløp for kolonnen 6 skaffes ved hjelp av en kjøler 16.

En liten (muligens litt variabel) mengde tilleggsvarme tilføres ved hj elp av en annen koker 17 (dampdrevet). I kolonnen 6 blir isomeriseringsproduktet adskilt i et topp-produkt som fjernes gjennom et rør 18 og består av 95 pst. isopentan, og i et bunnprodukt som inneholder uomdannet C- og tyngre komponenter som for en dels vedkommende er dannet som biprodukt. Dette bunnprodukt resirkuleres over et rør 19 til kolonne 2, i det i diagrammet viste tilfelle til fødingen til denne. Det er også om det ønskes, mulig å lede tilbakeløpsstrømmen separat inn i denne kolonne, fortrinsvis i tilnærmet samme høyde som fødingen.

Da kolonnene 2 og 6 er meget intimt forbundet med hinannen (dvs. ikke bare gjennom materialstrømmene i rørene 4, 11, 13 og 15 på den ene side og røret 19 på den annen side, men også gjennom varme-strømmen i kokeren 5), vil enhver forstyr-relse som opptrer i den første kolonne 2 (f. eks. som følge av forandringer i fødin-gens sammensetning eller i de rådende trykk eller temperaturer) få en øyeblikkelig innflytelse på driften av kolonne 6. Dette kan føre til uønskede fluktuasjoner i sammensetningen av det derfra uttatte isoparaffintopprodukt. Av denne grunn blir varmetilførselen til kolonne 6 regulert således at en sådan virkning nøytraliseres så godt som mulig. I denne hensikt er man for det første meget omhyggelig ved å sikre at den bunnproduktmengde som fra kolonne 6 ledes gjennom kokeren 5, holder seg meget konstant. For det annet passer man på at det pr. tidsenhet alltid tas ut fra kokeren 5 en konstant mengde kondensat.

Hvis den dampmengde som tilføres gj ennom røret 4 varierer, og derved fører til en endring i mengden av dannet kondensat, vil som følge derav kondensatnivået i denne koker endres, følgelig også konden-seringsoverflaten. På denne måte vil dan-nelsen av kondensat hurtig gjenopprettes til de opprinnelige mengder. Da denne me-tode resulterer i dannelse av en fast mengde kondensat pr. tidsenhet vil den varmemengde som frigjøres ved kondenserings-prosessen også forbli den samme. Det samme er tilfelle med den varmemengde som over-føres i kokeren 5 til delstrømmen (som er konstant) av bunnproduktet fra kolonnen 6. Trykkvariasj oner i kokeren 5, som kan inntre fordi en konstant mengde kondensat nu dannes fra en variabel (over røret 4 tilført) dampmengde, forplantes også gjennom dette rør 4 tilbake til kolonnen 2, hvor variasjonene ganske enkelt kan korrigeres, f. eks. ved at man endrer den varmemengde som tilføres denne kolonne fra kokeren 3. På grunn av den konstante natur av kon-densatstrømmen fra kokeren 5 vil også den varmemengde pr. tidsenhet som utgår over røret 8 fra sidekamret 7, bli konstant. Ko-lonnens 2 behov for en variabel tilbake-løpsmengde imøtekommes ved variasjoner i den væskestrøm som gjennom omløpsled-ningen 9 ledes til hovedkammeret 10 og følgelig til behandlings- og isomeriserings-sonene 12 og 14.

Fig. 2 viser et diagram av en særlig hensiktsmessig utførelsesform av isomeri-seringssonen 14, som her omfatter et iso-meriseringstrinn hvori anvendes en søyle av katalysatorblanding bestående av aluminiumklorid og antimonklorid. Denne ut-førelsesform skal beskrives under henvisning til isomeriseringsbehandlingen av et materiale (i det følgende kalt butan) som helt eller hovedsakelig består av C4-paraffiner. En mengde derav som er fremstillet av et hvilket som helst passende utgangsmateriale, ledes gjennom røret 13 over en oppheter 53 til en ekstraksjonskolonne 55, hvori den i væskefase bringes i kontakt med en fra en isomeriseringsreaktor 58 til-ført mengde katalysatorblanding på den i det følgende beskrevne måte. Flytende butan som inneholder ekstraherte katalysatorkomponenter, ledes fra ekstraksjonsko-lonnen 55 over et rør 56 og et innløpsrør

— i dette tilfelle med en diameter på ca. 0,25 m og forsynt med ti hull med en diameter på ca. 5 mm — inn i isomeriseringsreaktoren 58, som er vertikal og som i dette tilfelle består av et rør 11 med høyde ca. 11 m og diameter ca. 0,3 m, slik at forholdet mellom lengde og diameter er tilnærmet 37 : 1.

Det kan imidlertid også hensiktsmessig anvendes et enkelt rør med én åpning, med f. eks. ca. 16 mm diameter, for tilførsel av butanet. Reaktorens 58 nederste parti er forsynt med en varmekappe 59. Om så ønskes, kan man anvende en alternativ me-tode til å lede varme til reaktoren 58. Butanet som skal underkastes isomeriseringsbehandling, tilføres over et rør 56 og en fordelingsinnretning 60 til reaktoren 58 med en overflatehastighet på ca.0,75 m. pr. minutt. En smeltet katalysatorblanding som inneholder 93 vektpst. antimontriklorid og 7 vektpst. aluminiumklorid, ledes over et rør til reaktorens 58 bunn. Beregnet på katalysatormengden er butanets rom-hastighet pr. time beregnet som væske i dette tilfelle ca. 7 volumdeler pr. volumdel katalysatorblanding pr. time. Dette repre-senterer en kontakttid på ca. 8,6 minutter.

Størstedelen av denne reaktor, fra det punkt, ved hvilket matningsmengden til-føres opp til og forbi uttagningspunktet 61, fylles med en emulsjon av reaksjonsblanding i smeltet katalysatorblanding. Reaksj onsblandingen stiger i form av små dråper opp gjennom katalysatorblandingen, idet katalysatoren danner den kontinuer-lige fase. Ved at butanet tilføres med den nevnte hastighet, blir emulsjonens totale volum tilnærmet 1,4 ganger det totale volum av katalysatorblandingen når denne er tilstede alene i kolonnen. Katalysatorkolonnens øvre ende er omtrent 9 m over inntakspunktet for tilførselen.

Temperaturen i reaktorsonen må være høy nok til å gjøre katalysatorblandingen flytende, men den er vanligvis ikke høyere enn 100° C. I det viste tilfelle er den ca. 85° C. Trykket i reaktoren må være høyt nok til å holde reaksj onsblandingen i flytende fase og er i nærværende tilfelle ca. 21 atm. I det viste tilfelle utføres isomeriseringsbehandlingen i nærvær av hydrogenklorid som, etter å være tilført over et rør 57, innføres i reaktoren 58 sammen med matningsmengden. I nærværende tilfelle er mengden av innført hydrogenklorid omtrent 6 vektpst. beregnet på den mengde butan som innføres over røret 13. Om så ønskes, kan der innføres en liten mengde hydrogen enten sammen med hydrogen-kloridet eller på annen måte, for å hindre uønskede bireaksjoner.

En liten mengde flytende katalysator tas i nærværende tilfelle ut kontinuerlig fra reaktoren ved uttakspunktet 61 og ledes over et rør 62 til den øvre ende av ekstraksj onskolonnen 55 og føres der i motstrøm til butanet som strømmer oppover. Katalysatorkomponenter oppløses i butanstrøm-men og føres sammen med denne strøm til reaktoren 58. En annen porsjon av katalysatoren, med nedsatt aktivitet, går ikke i oppløsning, men fraskilles som et tungt residuum og tas ut fra bunnen av ekstrak-sjonskolonnen 55. Dette residuum består hovedsakelig av et hydrocarbon-AlCl.,-kompleks. Temperaturen av det butan som føres til kolonnen 55 og som vanligvis er avhengig av arten av det materiale man skal behandle og av den anvendte katalysator (passende temperaturer er mellom 50° C og 125° C og fortrinsvis mellom 50° C og 100° C), er i nærværende tilfelle ca. 77° C. Trykket i ekstraksj onskolonnen 55 er slik at det butan som strømmer gjennom kolonnen, holder seg i den flytende fase.

Den hastighet med hvilken katalysatoren ledes fra reaktoren 58 til kolonnen 55, avhenger i alminnelighet av reaksjons-betingelsene, men bør i ethvert tilfelle være slik at intet katalysatorslam samler seg i reaktoren 58. I nærværende tilfelle er den pr. time fjernede mengde ca. 5 pst. av den i reaktoren værende totale mengde katalysatorblanding, eller med andre ord tilnærmet 0,012 volumdeler pr. volumdel butan tilført pr. time.

Reaktorens 58 øvre del, ovenfor uttagningspunktet 61, danner en bunnfelnings-sone. Tilstedeværelsen av denne bunnfel-ningssone har den virkning å begrense den mengde katalysatorblanding som medrives fra reaktoren i det produkt som forlater reaktoren over røret 64. For å fjerne kata-lysatorkomponentene (især antimontriklorid i oppløsning) ledes dette produkt til en separeringskolonne 65, hvori hydrocarboner og HC1 adskilles som en dampfraksjon fra en flytende fraksjon som hovedsakelig inneholder katalysatorkomponenter, først og fremst SbCl.,. Denne flytende fraksjon ledes deretter over et rør 66 tilbake til reaktoren 58.

Aktiviteten av katalysatoren i reaktoren 58 opprettholdes ved tilførsel av aluminiumklorid. I denne hensikt kan en del av antimontrikloridstrømmen ledes fra ko-lonnens 65 bunn over et rør 68 inn i en av to opphetede beholdere 69 som inneholder fast aluminiumklorid, hvor flytende SbCl, mettes med A1C13 og deretter ledes over et rør 70 tilbake til røret 66 og reaktoren 58. Alt SbCl., som det er nødvendig å etterfylle, pumpes i flytende tilstand fra en opphetet beholder 71 som inneholder SbCl,, over et rør 72 til røret 66 og reaktoren 58.

Dampfraksjonen fra separasj onskolonnen 65 unnviker til en kollektor 76 over et rør 74, hvori det er anordnet en kjøler 75. I denne kjøler 75 avkjøles fraksjonen for å få kondensert de tilstedeværende hydrocarboner.

Det materiale som ikke er blitt kondensert, og som inneholder HC1, små mengder av i systemet dannet indifferent gass, samt lette hydrocarboner, ledes (kontinuerlig eller i porsjoner) over et rør 78 fra be-holderen 76 til den nedre del av en ab-sorpsj onsbeholder 79, hvori det bringes i kontakt med et hensiktsmessig skrubbe-middel (i dette tilfelle isomeriseringsprodukt) som føres over et rør 80 inn i toppen av denne absorbsj onsbeholder 79, hvor HC1 absorberes av dette middel. De damper som unnviker fra beholderens 79 topp og som nu er hovedsakelig HCl-frie, kan tappes ut fra systemet. De verdifulle komponenter som fremdeles finnes deri, f. eks. hydrogen, kan utvinnes og føres tilbake til reaktoren 58. Bunnfraksj onen fra absorbsj onsbehol-deren 79 inneholder HC1 oppløst i isomeriseringsprodukt. Denne fraksjon føres ut over et rør 81 og kan resirkuleres til separatoren 76 eller kan alternativt ledes til et rør 82 som tjener til å ta ut væske fra separatoren 76 til en HCl-avdrivningsko-lonne 84. I denne blir HCl-inneholdende damp separert fra en flytende fraksjon som består hovedsakelig av det totale isomeriseringsprodukt. Dampfraksjonen pumpes over rørene 85 og 86 til røret 57 og resirkuleres derfra til reaksj onssonen 58. Den flytende fraksjon tas ut over et rør 88 fra avdrivningskolonnens 84 bunnparti. En del av denne væske føres over røret 80 tilbake til HCl-absorbsjonsbeholderen 79, mens det meste av den tas ut som produkt over røret 15. Om så ønskes, kan dette isomeriseringsprodukt dessuten vaskes med en lut-oppløsning for å få fjernet alle tilstedeværende sure komponenter.

Konsentrasjonen av isobutan i det produkt som tas ut over røret 15 er (beregnet på den tilstedeværende samlede mengde av C,-paraffiner) i dette tilfelle ca. 67 vektpst. og kan endog i enkelte tilfelle være så høy som 71 vektpst. I denne forbindelse kan det nevnes at man oppnådde et midlere utbytte på bare 43 vektpst. isobutan i 144 timer ved å anvende den samme katalysatorblanding i en konvensjonell reaktor med røreapparat, ved en temperatur på 80° C, et trykk på ca. 28 ato., et forhold mellom katalysatoren og reaksj onsblandingen i reaktoren på 1:1, en gjennomsnittlig kontakttid på 13—15 minutter (dvs. meget lengre tid) og en mengde på 4 vektpst. hydrogen tilsatt til butantilførselen.

Foruten å kunne anvendes for den foretrukne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som vist med henvisning til fig. 1 kan den i fig. 2 illu-strerte isomeriseringsbehandling naturligvis også hensiktsmessig anvendes ved an-' dre utførelsesformer av denne fremgangsmåte. Hvis der istedetfor butan isomeriseres penthan, kan reaksj onsbetingelsene vanligvis være noe mindre strenge.

Den betydelige økonomiske fordel som oppnåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fremgår klart av de nedenstå-ende tabeller. Disse viser kapitalomkostninger, driftsomkostninger og totale omkostninger ved fremstilingen av et produkt (i mengder av ca. 470 tonn pr. dag) med et isopentaninnhold på ca. 95 vektpst. (beregnet på det totale C3-isoparaffininnhold) fra en rekke forskjellige utgangsmaterialer som selv inneholder meget mindre isopentan, ved bruk av to utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Disse omkostninger er uttrykt som prosentvise andeler av de tilsvarende omkostninger ved anvendelsen av en fremgangsmåte ved hvilken utgangsmaterialet først i betydelig grad ble befridd for isopentan ved destillasjon (ned til et innhold på høyst ca.

5 vektpst.).

Det ble brukt en isomeriseringsbehandling som vist i fig. 2, hvorved det produkt som ble fjernet gjennom røret 15 hadde et isopentaninnhold på ca. 75 pst. (beregnet på den samlede C--paraffinmengde).

Tabell 1 viser de oppnådde data ved anvendelse av en utførelsesform stort sett analog med den med henvisning til fig. 1 beskrevne, men ved hvilken prepareringen av tilbakeløpet til kolonnen 2 og oppvarm-ningen av kolonnen 6 ble utført separert, eller med andre ord, ved hvilken den foran nevnte forbindelse mellom de to kolonner gjennom varmestrømningen i kokeren 5 var brutt. Det er i tabellen angitt isopen-taninnholdene (i vektpst.) av de forskjellige utgangsmaterialer (beregnet på det samlede C5-paraffininnhold).

Tabell 1 viser at opp til et isopentaninnhold på ca. 50 pst. i utgangsmaterialet er den beskrevne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen betydelig billigere enn den kjente fremgangsmåte, både hva kapitalomkostninger og driftsomkostninger angår. Da lette «straight-run» bensiner vanligvis anvendes som utgangsmateriale for isomeriseringsproses-ser, og deres isopentaninnhold i alminne-

lignet er ca. 35 pst., er nærværende utfø- j relsesform derfor langt å foretrekke frem-

for kjente fremgangsmåter til behandling av vanlige isomeriseringstilførsler av denne type.

Forskjellen i omkostninger mellom den

kjente fremgangsmåte og fremgangsmåten

ifølge oppfinnelsen økes ytterligere når der gjøres bruk av en utførelsesform som stemmer helt overens med den i fig. 1 viste,

dvs. ved hvilken prepareringen av tilbake-

løpet til kolonnen 2 er kombinert med varmetilførselen til kolonnen 6. De rele-

vante data er oppført i tabell 2.

Tabell 2 viser at skjønt kapitalomkost-ningene har steget litt, sammenlignet med de i tabell 1 oppførte kapitalomkostninger,

blir dette mer enn oppveiet ved et meget betydelig fall i driftsomkostningene, nem-

lig en sådan grad at selv om utgangsma-terialets isopentaninnhold er meget høyere enn 50 pst., oppnåes der allikevel en betydelig fordel sammenlignet med hva der oppnåes med den kjente fremgangsmåte.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av hydrocarbonprodukter som helt eller i det vesentlige består av Cr eller C.-isoparaf-

finer (Cn-isoparaffiner, hvor n er lik 4 eller 5), karakterisert ved at man fra et utgangsmateriale som inneholder (^-hydrocarboner fremstiller et materiale som helt eller i det vesentlige består av C„-paraffiner, og med et innhold av (^-isoparaffiner på minst 15 vektpst., beregnet på totalinnholdet av C,-paraffiner, hvorpå man underkaster det herved erholdte produkt en isomeriseringsbehandling under anvendelse av en isomeriseringskatalysa-tor således at Cn-isoparaffininnholdet i produktet fra denne behandling, beregnet på totalinnholdet av Cn-paraffiner, blir minst 55 vektpst. (for n = 4), eller minst 60 vektpst. (for n = 5), og deretter skiller C^-isoparaffinene helt eller i det vesentlige fra isomeriseringsproduktet, samt påny (ved resirkulering) underkaster resten av isomeriseringsproduktet eller en del av dette isomeriseringsbehandlingen.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det som materiale som skal underkastes isomerise- behandlingen, brukes den toppfraksj on som er erholdt ved fraksjonert destillasjon av utgangsmaterialet, eller som er fremstillet av denne fraksjon, og ved at isomeriseringsproduktet, om ønskes etter adskillelse av de bestanddeler som koker lavere enn C,-paraffiner, ved fraksjonert destillasjon skilles i en toppf raksj on som helt eller i det vesentlige består av Cn-isoparaffiner og en bunnf raksj on, samt ved at denne bunnf raksj on minst delvis ledes tilbake til den sone, i hvilken destillasjonen av utgangsmaterialet finner sted, fortrinsvis til det materiale som tilføres denne sone.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at der som utgangsmateriale for isomeriserings-behandlingen anvendes en blanding hvis innhold av Cn-isoparaffiner ikke er høyere enn ca. 50 vektpst.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 2 eller 3, karakterisert ved at topp-produktet fra den sone i hvilken destillasjonen av utgangsmaterialet finner sted, bringes til varmeveksling med en strøm av bunnprodukt fra den sone i hvilken destillasjonen av isomeriseringsproduktet finner sted, idet nevnte strøm resirkuleres til den sistnevnte sone.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at det som utgangsmateriale anvendes en «straight-run»-bensin eller bensinf raksj on.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen i flytende fase, føres inn i den nedre del av en reaksj onssone i hvilken der er en søyle (katalysatorsøyle) av en smeltet katalysatorblanding bestående av aluminiumklorid og antimontriklorid med en høyde av minst 6 m, idet den overflatehastighet hvorved materialet føres inn er 0,3—3 m pr. minutt, og ved at produktet fra isomeriseringen tas ut fra reaksj onssonens øvre del.

7. Fremgangsmåte ifølge påstand 6, karakterisert ved at det anvendes en temperatur i katalysatorsøylen som er lavere enn 110° C, og fortrinsvis ligger mellom 68° C og 95° C.

8. Fremgangsmåte ifølge påstand 6 eller 7, karakterisert ved at det anvendes en katalysatorblanding som inneholder 10—50 volumpst. dispergert reaksj onsblanding.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 6, 7 og 8, karakterisert ved at det brukes en hastighet av det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen i innløpsåpnin-gene til reaksj onssonen, for å fremme dis-pergeringen, av fra 2,5 til 6 m pr. sek.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 6—9, karakterisert ved at det anvendes et forhold mellom katalysatorsøylens lengde og diameter av minst 10 : 1. 1.

Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 6—10, karakterisert ved at katalysatorblandingen tas kontinuerlig eller porsjonsvis ut fra reaksj onssonen øvre del under utløpet for produktet fra isomeriseringen, og at frisk og/ eller regenerert katalysatorblanding tilfø-res bunnpartiet, fortrinsvis ved katalysa-torsøylens bunn.

12. Fremgangsmåte ifølge påstand 11, karakterisert ved at man tar ut gjennomsnittlig 3—10 pst. av den tilstedeværende mengde katalysatorblanding pr. time.

13. Fremgangsmåte ifølge påstand 11 eller 12, karakterisert ved at det brukes en avstand mellom utløpet for isomeriseringsproduktet og for katalysatoren av fra 1/8 til 1/4 av avstanden mellom ut-løpet for produktet fra isomeriseringen og katalysatorsøylens bunn.

14. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 6—13, karakterisert ved at isomeriseringsbehandlingen utføres i nærvær av et hydrogen-halogenid, f. eks. hydrogenklorid, fortrinsvis i mengder på 4—8 vektpst., beregnet på vekten av det materiale som skal underkastes isomeriseringsbehandlingen.

15. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 6—14, karakterisert ved at isomeriseringsbehandlingen utføres i nærvær av hydrogen eller en hy-drogenholdig gass, fortrinsvis ved et hy-drogenpartialtrykk mellom 0,008 og 33 atm.

16. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandeen 6—15, for fremstilling av hydrocarbonprodukter som helt eller i det vesentlige består av C4-isoparaffiner, karakterisert ved at man anvender en katalysatorblanding som inneholder 84—96 vektpst. antimontriklorid og 16—4 vektpst. aluminiumklorid.

17. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 6—15, for fremstilling av hydrogenprodukter som helt eller i det vesentlige består av C5-isoparaffiner, karakterisert ved at man anvender en katalysatorblanding som inneholder 95 —99 vektpst. antimontriklorid og 5—1 vektpst. aluminiumklorid.

18. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at man viderebehandler de erholdte hydrocarbonprodukter for ut-vinning av Cn-isoparaffiner.