DE1035830B - Process for sweetening mercaptan-containing hydrocarbon oils - Google Patents
Process for sweetening mercaptan-containing hydrocarbon oilsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Süßen saurer, d. h. mercaptanhaltiger Kohlenwasserstofföle und besonders die Herstellung gesüßter, farbbeständiger Öle, die im Bereich von etwa 150 bis 3400C sieden, wie Schwerbenzin, Leuchtöl, Dieselöl, Brennöl und Heizöl, die gewöhnlich als Destillatbrennstoffe bezeichnet werden.The invention relates to a process for sweetening sour, ie mercaptan-hydrocarbon oils, and especially the preparation of sweetened, color-stable oils, which boil in the range of about 150-340 0 C, such as that commonly referred to as distillate fuels heavy naphtha, kerosene, diesel oil, fuel oil and heating oil .
Eines der am meisten angewandten Verfahren zur Beseitigung des widerlichen Geruchs fast aller natürlich vorkommenden Kohlenwasserstofföle, besonders der durch Destillation von Roherdöl gewonnenen, ist das sogenannte Cuprichloridverfahren, wie es in der Zeitschrift *Oil and Gas Journals vom 22. März 1947, S. 195, beschrieben ist. Es wurde jedoch festgestellt, daß mittels Cuprichlorid gesüßtes Öl, besonders bei erhöhten Temperaturen, nicht farbbeständig ist. Bei im Leichtbenzinbereich siedenden Ölen kann diese Farbunbeständigkeit leicht durch Zugabe sehr geringer Mengen eines Kupferdesaktivators beseitigt werden. Derartige Desaktivatoren sind jedoch verhältnismäßig unwirksam, wenn Öle farbbeständig gemacht werden sollen, die höher als im Leichtbenzinbereich sieden. Bei Ölen aus manchen Roherdölen, z. B. West-Texas-Erdölen, führt das Cuprichloridverfahren zu einer derartigen Farbverschlechterung, daß schon das frisch gesüßte Öl von völlig unbefriedigender Farbe ist.One of the most widely used methods of getting rid of the offensive odor of almost all naturally occurring Hydrocarbon oils, especially those obtained by distilling crude oil, are the so-called Cuprichloride process as described in * Oil and Gas Journals, March 22, 1947, p. 195. It was found, however, that using cuprichloride sweetened oil is not color-fast, especially at elevated temperatures. For those boiling in the light gasoline range Oiling can easily remedy this color instability by adding very small amounts of a copper deactivator will. Such deactivators are relatively ineffective when oils are made color-fast that boil higher than in the light petrol range. In the case of oils from some raw oils, e.g. B. West Texas Petroleum, the cuprichloride process leads to such a deterioration in color that it is fresh sweetened oil is of completely unsatisfactory color.
Gefunden wurde nun ein Verfahren zum Süßen mercaptanhaltiger Kohlenwasserstofföle, bei dem das Öl in flüssigem Zustand in Gegenwart von freiem Sauerstoff mit einem Katalysator in innige Berührung gebracht wird, der im wesentlichen aus einem inerten Adsorptionsmittel, einem Kupfersalz und Wasser besteht, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Behandlung zwischen 88 und HO0C durchgeführt wird, der Katalysator mindestens 8 Gewichtsprozent Wasser enthält und das Kupfersalz Kupfersulfat und/oder ein vorzugsweise wasserlösliches Kupfersulfonat ist.A process has now been found for sweetening mercaptan-containing hydrocarbon oils in which the oil is brought into intimate contact in the liquid state in the presence of free oxygen with a catalyst which consists essentially of an inert adsorbent, a copper salt and water and which is characterized by this that the treatment is carried out between 88 and HO 0 C, the catalyst contains at least 8 percent by weight of water and the copper salt is copper sulfate and / or a preferably water-soluble copper sulfonate.
Die bevorzugten wasserlöslichen Kupfersulfonate sind Kupferalkylsulfonate mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen im Molekül oder Kupferarylsulfonate mit nicht mehr als insgesamt 8 Kohlenstoffatomen in den gegebenenfalls vorliegenden Alkylsubstituenten.The preferred water-soluble copper sulfonates are copper alkyl sulfonates having no more than 10 carbon atoms in the molecule or copper aryl sulfonates with not more than a total of 8 carbon atoms in the optionally alkyl substituents present.
Bevorzugt wird ein Katalysator benutzt, der im wesentlichen aus 8 bis 45 Gewichtsprozent Wasser und aus dem inerten Adsorptionsmittel und dem Kupfersalz im Gewichtsverhältnis 12 :1 bis 3 :1 besteht, und eine Behandlungstemperatur zwischen 93 und 1040C gewählt.A catalyst is preferably used which consists essentially of 8 to 45 percent by weight of water and of the inert adsorbent and the copper salt in a weight ratio of 12: 1 to 3: 1, and a treatment temperature between 93 and 104 ° C. is selected.
Die Gebrauchsfähigkeit des Katalysators kann durch Einleiten von Sauerstoff oder eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases in das Öl vor dessen Zusammentreffen mit dem Katalysator verlängert werden. Das Verfahren verschlechtert die ursprüngliche Farbe des Öls nur m geringem Maße, führt aber zu einem farbbeständigen Öl, ohne daß ein Kupfermetalldesaktivator zugesetzt wird. Die Zeichnung erläutert in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The usability of the catalyst can be increased by introducing oxygen or a free oxygen-containing one Gas can be extended into the oil before it meets the catalyst. The procedure only slightly deteriorates the original color of the oil, but results in a color-fast oil, without adding a copper metal deactivator. The drawing explains in a schematic representation a facility for carrying out the procedure.
Verfahren zum Süßen mercaptanhaltiger KohlenwasserstofföleProcess for sweetening hydrocarbon oils containing mercaptan
Anmelder:Applicant:
Standard Oil Company, Chicago, 111. (V. St. A.)Standard Oil Company, Chicago, 111. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, and Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, Munich 27,
Pienzenauerstr. 2, PatentanwältePienzenauerstr. 2, patent attorneys
Jack H. Krause, Hammond, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenJack H. Krause, Hammond, Ind. (V. St. A.) has been named as the inventor
Das vorliegende Verfahren ist auf jedes Mercaptane enthaltende Kohlenwasserstofföl anwendbar. Es ist besonders brauchbar für Destillate, wie Benzin, Leuchtöl,' Dieselöl, Brennöl und Heizöl. Auf die über dem Leichtbenzinbereich siedenden Destillate läßt sich dieses Verfahren besonders vorteilhaft anwenden, da es, wie erwähnt, schwierig ist, nach dem üblichen Cuprichloridverfahren ein farbbeständiges Produkt zu erhalten. Die nachstehenden Versuche wurden mit aus West-Texas- und Midkontinent-Rohölen erhaltenen Heizöldestillaten' mit folgenden Eigenschaften durchgeführt: : The present process is applicable to any hydrocarbon oil containing mercaptans. It is particularly useful for distillates such as gasoline, light oil, diesel oil, fuel oil and heating oil. This process can be applied particularly advantageously to distillates boiling above the light gasoline range, since, as mentioned, it is difficult to obtain a color-fast product by the customary cupric chloride process. The following tests were carried out on fuel oil distillates obtained from West Texas and Midcontinent crude oils with the following properties :
Spezifisches Gewichtspecific weight
Mercaptanzahl Mercapt number
Saybolt-Farbskala ..
ASTM-Destillation:Saybolt color scale ..
ASTM distillation:
Siedebeginn ,Start of boiling,
10% 10%
50% 50%
90% 90%
Maximum maximum
West-Texas- West texas
Rohdestillat Raw distillate
0,8240.824
70
+ 1970
+ 19
166° C 1990C 2290C 260° C 284° C166 ° C 199 0 C 229 0 C 260 ° C 284 ° C
West-west
Texas-Texas-
Destillat,Distillate,
mit Säure with acid
behandelttreated
0,821 30.821 3
+ 20+ 20
166° C 1860C 218°C 263° C 29O0C166 ° C 186 0 C 218 ° C 263 ° C 29O 0 C
Midkon-Midcon
tinent-tinent
Roh-Raw-
destillatdistillate
0,8180.818
8 + 228 + 22
164° C 194° C 229° C 2690C 2900C164 ° C 194 ° C 229 ° C 269 0 C 290 0 C
Das mit Säure behandelte West-Texas-Destillat wurde durch Behandeln von West-Texas-Rohdestülat mit 24 g 98%iger Schwefelsäure je Liter Destillat, Abtrennen des Schlamms, Entfernen der Schwebeteilchen, Neutralist» 580/530The acid treated West Texas distillate was prepared by treating West Texas raw distillate at 24 grams 98% sulfuric acid per liter of distillate, separation of the sludge, removal of suspended particles, neutralist » 580/530
sieren des Öls mit Ätzalkali und Auswaschen der Laugenreste mit Wasser erhalten.sizing the oil with caustic alkali and washing out the lye residues with water.
In allen Versuchen wurde die ursprüngliche Farbe des gesüßten Öls unmittelbar nach dem Auswaschen oder nach der Abtrennung des Katalysators und die Färbbeständigkeit an Hand der Farbe nach einer beschleunigten Alterung bestimmt. Zur beschleunigten Alterung wurden 100 cm3 des gesüßten Öls in einem offenen Becherglas während 20 Stunden auf 93° C gehalten. Ein mittels Kupferverbindungen gesüßtes öl hat eine befriedigende Farbbeständigkeit bei Lagerung, wenn es nach beschleunigter Alterung einen Saybolt-Farbwert von + 10 oder höher aufweist.In all tests, the original color of the sweetened oil was determined immediately after washing out or after the catalyst had been separated off, and the color fastness was determined on the basis of the color after accelerated aging. To accelerate aging, 100 cm 3 of the sweetened oil were kept at 93 ° C. in an open beaker for 20 hours. An oil sweetened by means of copper compounds has a satisfactory color fastness during storage if it has a Saybolt color value of + 10 or higher after accelerated aging.
Es wurde festgestellt, daß mittels Kupfersulfat oder der vorzugsweise zu verwendenden wasserlöslichen Kupfersulfonate bei Abwesenheit von Wasser eine Süßung nicht erzielt werden kann. Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn der Katalysator aus dem Kupfersalz, Wasser und einem inerten Adsorptionsmittel, wie Fullererde, Attapulgitten, Silicagel oder Aktivkohle, als Träger bestand. Die in den vorliegenden Versuchen benutzten Katalysatoren wurden hergestellt, indem das Kupfersalz mit der bestimmten Menge Wasser versetzt, die angegebene Menge Attapulgittonstaub zugegeben und die Masse verrührt wurde, bis ein gleichmäßiges Gemisch vorlag. (Alle Mengenangaben sind hierbei auf das Gewicht bezogen.) Der Katalysator war ein frei rieselndes, körniges Material bis zu einem Gesamtwassergehalt von etwa 45 Gewichtsprozent, bezogen auf die Summe von Kupfersalz, Festteilchen und Wasser. Bei höherem Wassergehalt verliert der Katalysator seine frei rieselnde, körnige Form und wird eine schlammige Masse.It has been found that by means of copper sulfate or the preferably to be used water-soluble Copper sulfonates in the absence of water sweetening cannot be achieved. The best results were achieved when the catalyst consists of the copper salt, water and an inert adsorbent such as Fuller's earth, attapulgite, silica gel or activated carbon, existed as a carrier. The ones used in the present experiments Catalysts were made by adding a certain amount of water to the copper salt, the specified amount of attapulgite clay was added and the mass was stirred until a uniform mixture Template. (All quantities are based on weight.) The catalyst was a freely flowing, granular material up to a total water content of about 45 percent by weight, based on the sum of Copper salt, solid particles and water. With a higher water content, the catalyst loses its free flowing, granular shape and becomes a muddy mass.
Die Kupfersalze werden vorzugsweise in der kristallwasserhaltigen Form benutzt, es kann aber auch die wasserfreie Form verwendet werden. Das Kristallwasser ist bei der Berechnung des Gesamtwassergehalts des Katalysators mit zu berücksichtigen.The copper salts are preferably used in the form containing water of crystallization, but it can also be used anhydrous form can be used. The water of crystallization is important when calculating the total water content of the To take into account the catalytic converter.
Es wurde gefunden, daß sowohl chemisch-reines als auch Kupfersulfat handelsüblicher Reinheit erfolgreich verwendet werden kann. Die Kupfersulfonate können aus einem aus Methan-, Äthan- und Butansulfonsäure oder einem aus Methan-, Äthan-, Propan- und Butansulfonsäure bestehenden Alkylsulfonsäuregemisch hergestellt werden. Sie wurden vorzugsweise durch Umsetzen von Kupfercarbonat mit den entsprechenden Sulfonsäuren hergestellt. Das besondere, in den folgenden Beispielen benutze (gemischte) Kupferalkylsulfonat war ein Gemisch von (30 Volumprozent) Methyl-, (50 Volumprozent) Äthyl- und (10 Volumprozent) 2-PropylsuIfonsäure, wobei der Rest aus 1-Propyl- und Isobutylsulfonsäuren bestand. (Die Herstellung dieses Alkylsulfonsäuregemischs erfolgte nach dem in der USA.-Patentschrift 2 433 395 beschriebenen Verfahren.) Es wurde festgestellt, daß die Kupferalkylsulfonate mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen so öllöslich sind, daß der Katalysator schnell zerstört wird. Ebenso sind die Kupferarylsulfonate mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen in den gegebenenfalls vorliegenden Alkylsubstituenten zu öllöslich für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens. Zu empfehlen ist die Verwendung von Kupferbenzolsulfonat oder Kupfertoluolsulfonat.It has been found that both chemically pure and commercial grade copper sulfate are successful can be used. The copper sulfonates can be made from one of methane, ethane, and butane sulfonic acid or an alkylsulfonic acid mixture consisting of methane, ethane, propane and butanesulfonic acid will. They were preferably made by reacting copper carbonate with the appropriate Sulfonic acids produced. The particular (mixed) copper alkyl sulfonate used in the following examples was a mixture of (30 percent by volume) methyl, (50 percent by volume) ethyl and (10 percent by volume) 2-propyl sulfonic acid, the remainder of 1-propyl and isobutyl sulfonic acids duration. (The preparation of this alkylsulfonic acid mixture was carried out according to that in the USA. Patent 2 433 395.) It was found that the copper alkyl sulfonates with more than 10 carbon atoms are so oil-soluble that the catalyst is quickly destroyed. Likewise are the copper aryl sulfonates with more than 8 carbon atoms in the optionally present alkyl substituents too oil-soluble for the purposes of the present proceedings. We recommend using copper benzene sulfonate or copper toluene sulfonate.
Die Versuche wurden wie folgt durchgeführt: In einem mit Rührer versehenen Kolben wurden 500 cm3 des Öls auf die Behandlungstemperatur erhitzt und durch Einleiten von Luft an Sauerstoff gesättigt. Dann wurde der Katalysator, 6 Volumprozent, bezogen auf das Öl, zugegeben und das Gemisch ungefähr 2 Minuten lang unter Rühren auf der gewünschten Temperatur gehalten. Wenn das öl durch den betreffenden Katalysator bei der gewählten Behandlungstemperatur überhaupt gesüßt werden konnte, war eine Behandlungszeit von 2 Minuten zur Erzielung eines gesüßten Öls mehr als hinreichend. Bei guter Rührung des Katalysator-Öl-Gemisches verläuft die Süßung äußerst schnell. Das Gemisch wurde etwa 45 Minuten absetzen gelassen und das behandelte Öl abgetrennt. Gewöhnlich wurde dann das behandelte öl mit etwa 1 Volumteil Wasser auf 2 Volumteile Öl gewaschen, doch kann auch mehr oder weniger Wasser verwendet werden. Das Öl-Wasser-Gemisch wurde dann etwa 10 Minuten absetzen gelassen, das Öl dekantiert und suspendierte und gelöste Wasserreste durch ein Salzfilter entfernt. Die Temperatur, bei der die Wasserwäsche durchgeführt wird, ist nicht ausschlaggebend. Es wurde festgestellt, daß bei vielen Ölen dieses Auswaschen mit Wasser unterbleiben kann, ohne daß dadurch die Farbbeständigkeit ungünstig beeinflußt wird.The experiments were carried out as follows: 500 cm 3 of the oil were heated to the treatment temperature in a flask equipped with a stirrer and saturated with oxygen by introducing air. The catalyst, 6 percent by volume based on the oil, was then added and the mixture was kept at the desired temperature for approximately 2 minutes with stirring. If the oil could be sweetened at all by the catalyst in question at the selected treatment temperature, a treatment time of 2 minutes was more than sufficient to achieve a sweetened oil. If the catalyst-oil mixture is stirred well, the sweetening is extremely rapid. The mixture was allowed to settle for about 45 minutes and the treated oil separated. Usually the treated oil was then washed with about 1 part by volume of water to 2 parts by volume of oil, but more or less water can be used. The oil-water mixture was then allowed to settle for about 10 minutes, the oil was decanted and suspended and dissolved water residues were removed through a salt filter. The temperature at which the water wash is carried out is not critical. It has been found that, with many oils, this washing out with water can be omitted without adversely affecting the color stability.
Einfluß der BehandlungstemperaturInfluence of the treatment temperature
Der Einfluß der Behandlungstemperatur beim Süßen von saurem Öl wurde unter Verwendung eines aus 72 Gewichtsprozent Ton, 20 Gewichtsprozent Wasser und 8 Gewichtsprozent Kupfersalz bestehenden Katalysators untersucht. Um festzustellen, ob das Öl noch sauer oder bereits gesüßt war, wurde der vDoctortest« verwendet (Schütteln des Öls mit einer Lösung von Bleiglätte in Natronlauge, d. h. Natriumplumbitlösung; dunkle Trübung oder Fällung von Bleisulfid zeigt Anwesenheit von Schwefelverbindungen an). Alle Farbwerte sind auf die Saybolt-Skala bezogen. Die Anfangsfarbe ist die Farbe des Öls unmittelbar nach dem Süßen (oder nach dem Auswaschen mit Wasser) und die Alterungsfarbe die nach beschleunigter Alterung.The influence of the treatment temperature in sweetening sour oil was determined using one of 72% by weight Clay, 20 weight percent water and 8 weight percent copper salt existing catalyst examined. The vDoctortest «was used to determine whether the oil was still sour or already sweetened (Shaking the oil with a solution of litharge in sodium hydroxide solution, i.e. sodium plumbite solution; dark cloudiness or precipitation of lead sulfide indicates the presence of sulfur compounds). All color values are on the Saybolt scale related. The starting color is the color of the oil immediately after sweetening (or after washing out with water) and the aging color that after accelerated aging.
KupfersalzCopper salt
Behandlungstemperatur °CTreatment temperature ° C
Öloil
Farbe des behandelten ÖlsColor of the treated oil
anfangsat first
gealtertaged
Mit Säure vorbehandeltes West-Texas-ÖlWest Texas oil pre-treated with acid
Sulfat.Sulfate.
Alkylsulfonatgemisch
Toluolsulfonat Alkyl sulfonate mixture
Toluenesulfonate
*) Nach dem Süßen nicht mit Wasser gewaschen.*) Do not wash with water after sweetening.
temperatur °CTreatment
temperature ° C
anfangs | gealtertColor of the treated oil
initially | aged
Sulfat.Sulfate.
AlkylsulfonatgemischAlkyl sulfonate mixture
Sulfat.Sulfate.
AlkylsulfonatgemischAlkyl sulfonate mixture
noch nicht völlig süß
süß
süß
süßangry
not completely cute yet
Sweet
Sweet
Sweet
19
1819th
19th
18th
19
1919th
19th
19th
82
93
104
104*66
82
93
104
104 *
noch nicht völlig süß
süßangry
not completely cute yet
Sweet
93
10482
93
104
93
10482
93
104
93
10482
93
104
noch nicht völlig süß
süßangry
not completely cute yet
Sweet
noch nicht völlig süß
süßangry
not completely cute yet
Sweet
Nach dem Süßen nicht mit Wasser gewaschen.Do not wash with water after sweetening.
Destillatbrennstoffe, die Hausheizungszwecken dienen sollen, müssen eine Mercaptanzahl unter 1 aufweisen. Dem entspricht nach dem »Doctortest« ein Öl, das »noch nicht völlig süß« ist. Das vorliegende Verfahren ermöglicht, ein in bezug auf Süßung und Farbbeständigkeit befriedigendes Öl herzustellen, wenn die Reaktion bei etwa 88° C durchgeführt wird. Ein völlig gesüßtes öl wird durch Behandeln bei etwa 93°C erhalten. Selbst ein in bezug auf Mercaptangehalt sehr verunreinigtes Öl führt bei einer Behandlungstemperatur von etwa 104° C zu einem befriedigenden Produkt.Distillate fuels that are to be used for domestic heating purposes must have a mercapt number below 1. According to the doctor's test, this corresponds to an oil that is “not yet completely sweet”. The present proceedings makes it possible to produce a satisfactory oil in terms of sweetening and color fastness when the reaction is carried out at about 88 ° C. A completely sweetened oil is obtained by treating at about 93 ° C. Self an oil which is very contaminated with respect to the mercaptan content leads at a treatment temperature of about 104 ° C to a satisfactory product.
Einfluß des WassergehaltsInfluence of the water content
Der Einfluß des Gesamtwassergehalts des Katalysators auf die Süßung sauren Öls wurde untersucht indem der Gesamtwassergehalt bei konstantem Gewichtsverhältnis Ton zu Kupfersulfat von 9:1 verändert wurde.The influence of the total water content of the catalyst on acid oil sweetening was investigated by changing the total water content at a constant weight ratio of clay to copper sulfate of 9: 1 became.
gehalt
Gewichts
prozentwater
salary
Weight
percent
lungs-
tempe-
ratur 0CTreatment
lung
tempe-
temperature 0 C
behandelten Öls
anfangs | gealtertColor of
treated oil
initially | aged
3,63.6
3.6
10482
104
sauerangry
angry
8,78.7
8.7
10493
104
sauerangry
angry
04th
0
20,0
20,020.0
20.0
20.0
93
10482
93
104
noch nicht
völlig süß
süßangry
not yet
totally cute
Sweet
43,0
43,043.0
43.0
43.0
93
10482
93
104
süß
süßangry
Sweet
Sweet
1010
10
Öloil
Farbe des
behandelten ÖlsColor of
treated oil
anfangs ί gealtertinitially ί aged
Mit Säure vorbehandeltes West-Texas-ÖlWest Texas oil pre-treated with acid
3,63.6
3.6
10482
104
sauerangry
angry
8,78.7
8.7
9982
99
süßangry
Sweet
20,0
20,020.0
20.0
20.0
82
9366
82
93
noch nicht
völlig süß
süßangry
not yet
totally cute
Sweet
43,0
43,043.0
43.0
43.0
93
10482
93
104
noch nicht
völlig süß
süßangry
not yet
totally cute
Sweet
18 I 818 I 8
—-
1818th
1212th
1717th
1212th
Aus diesen Angaben geht hervor, daß die Mercaptanzahl des zu behandelnden Öls einigen Einfluß auf den zur Erzielung eines befriedigenden Enderzeugnisses erforderlichen Mindestwassergehalt hat. Während das mit Säure vorbehandelte Öl mit der Mercaptanzahl 3 schon bei etwa 880C und einem Wassergehalt von etwa 8% gesüßt werden kann, erfordert das öl mit der Mercaptanzahl 70 bei etwa 930C einen Wassergehalt von 20%. Grundsätzlich soll beim Süßen saurer Erdöle mit einer Mercaptanzahl unter 10 der Katalysator 8 bis 40 Gewichtsprozent Wasser und bei einer Mercaptanzahl unter 80 etwa 20 Gewichtsprozent Wasser enthalten.From this it can be seen that the mercapto number of the oil being treated has some influence on the minimum water content required to obtain a satisfactory end product. While the acid pretreated oil with the mercapt number 3 can be sweetened at around 88 ° C. and a water content of around 8%, the oil with the mercapt number 70 at around 93 ° C. requires a water content of 20%. Basically, when sweetening sour petroleum with a mercapt number below 10, the catalyst should contain 8 to 40 percent by weight of water and with a mercapt number below 80 it should contain about 20 percent by weight of water.
Die bei 43% Wassergehalt erhaltenen Werte zeigen bereits eine deutliche Verschlechterung der Anfangsfarbe des behandelten Öls und im Falle des Ausgangsöls mit sehr hoher Mercaptanzahl auch eine unbefriedigende Farbe nach dem Altern.The values obtained at 43% water content already show a significant deterioration in the initial color of the treated oil and, in the case of the starting oil with a very high mercapt number, also an unsatisfactory one Color after aging.
Einfluß des KupfergehaltsInfluence of the copper content
Es wurde auch das Süßungsvermögen des KatalysatorsIt also increased the sweetening power of the catalyst
bei konstantem Gesamtwassergehalt und verschiedenem Gewichtsverhältnis Ton zu Kupfersulfat bestimmt. Esdetermined with constant total water content and different weight ratio of clay to copper sulphate. It
konnte kein bemerkenswerter Einfluß auf das Süßungsvermögen des Katalysators im Bereich zwischen den Verhältnissen Ton zu Kupfersulfat von 12:1 und 3:1 festgestellt werden. Ist das Verhältnis größer als 12:1, dann ist der Kupfergehalt so gering, daß die zur Erzielung eines gesüßten Endprodukts erforderliche Behandlungszeit unzweckmäßig lang wird. Ist das Verhältnis aber kleiner als 3:1, wird zwar ein gesüßtes Endprodukt erhalten, dafür treten aber andere Nachteile, z. B. schlechte Farbe des behandelten Produkts, auf.could not have a noticeable influence on the sweetening power of the catalyst in the range between the Clay to copper sulphate ratios of 12: 1 and 3: 1 can be found. If the ratio is greater than 12: 1, then the copper content is so low that the treatment time required to achieve a sweetened end product becomes inexpediently long. But if the ratio is less than 3: 1, the end product will be sweetened received, but there are other disadvantages such. B. poor color of the treated product.
Vergleich mit dem CuprichloridverfahrenComparison with the cuprichloride process
Für Vergleichszwecke wurden die drei schon vorstehend verwendeten sauren Öle mit Cuprichloridkatalysator (72 Gewichtsprozent Ton, 20 Gewichtsprozent *5 Wasser, 8 Gewichtsprozent CuCl2 bei der üblichen Temperatur von 46° C behandelt.For comparison purposes, the three acid oils already used above were treated with cupric chloride catalyst (72 percent by weight clay, 20 percent by weight * 5 water, 8 percent by weight CuCl 2 at the usual temperature of 46 ° C.
anfangsColor of
at first
gealterttreated oil
aged
Mit Säure vorbehandeltes
West-Texas-Öl West Texas Crude Oil
Pre-treated with acid
West Texas Oil
0- 4th
0
2 N.P.A.4 NPA *)
2 NPA
West-Texas-Öl**) Pre-treated with acid
West Texas Oil **)
*) Es bildete sich ein Bodensatz.
**) Bei 104°C behandelt.*) A sediment formed.
**) Treated at 104 ° C.
In allen Fällen wurde ein gesüßtes öl erhalten, aber in keinem Falle lieferte das Cuprichloridverfahren ein gesüßtes Öl mit befriedigender Farbbeständigkeit. Bei dem hochmercaptan-schwefelhaltigen West-Texas-Öl, dessen Destillat vor der Behandlung einen Farbwert von etwa 20 aufwies, verschlechterte sich die Farbe durch die Behandlung bis unter den noch hinreichenden Wert von 10 Saybolt.In all cases a sweetened oil was obtained, however in no case did the cuprichloride process provide a sweetened oil with satisfactory color stability. at the high-mercaptan sulfur-containing West Texas oil, the distillate of which has a color value before treatment of about 20, the color deteriorated through the treatment to below the sufficient Value of 10 Saybolt.
Bei der praktischen Durchführung sollte das gemäß der schematischen Zeichnung zugeführte, zu behandelnde saure Öl 10 frei von Schwefelwasserstoff oder Ätzalkalien sein. Enthält es Schwefelwasserstoff, so kann dieser durch einfaches Auswaschen mit Ätzalkalien entfernt werden. Das zugeführte Öl wird durch ein Steinsalzfilter 11 geschickt, um im gewaschenen Öl etwa zurückgebliebene Spuren Alkali zu entfernen. Vom Salzfilter 11 gelangt das Öl durch die Leitung 12 zum Erhitzer 15, in dem seine Temperatur auf 88 bis HO0C, vorzugsweise auf 930C1 erhöht wird. Es wurde festgestellt, daß heißes öl das Wasser aus dem Katalysator, der dabei schnell desaktiviert wird, entfernt und daß diese schädliche Wirkung, wenn auch nicht völlig unterdrückt, so doch weitgehend unterbunden werden kann, wenn man das heiße Öl, bevor es mit dem Katalysator in Berührung kommt, mit Wasser sättigt. Wasser (aus einer nicht gezeigten Quelle) wird mittels Zumeßpumpe 17 durch Leitung 18 in den Erhitzer 19 geschickt, wo es auf etwa 93° C erhitzt wird. Das heiße Wasser gelangt dann durch Leitung 20 in die Leitung 16, wo es in das strömende heiße Öl eintritt. Es wird nur so viel Wasser zugeführt, als zum Sättigen des heißen Öls erforderlich ist. Durch Leitung 22 wird handelsüblicher Sauerstoff oder Luft in den mit Wasser gesättigten heißen ölstrom eingeleitet. Die Menge des zuzugebenden Sauerstoffs richtet sich nach dem Mercaptangehalt des sauren Öls. Auf je 0,01 °/0 Mercaptanschwefel sind etwa 1,87 Liter Sauerstoff je Hektoliter sauren Öls erforderlich. Der vereinigte Strom gelangt dann in den Mischer 25, in dem der Sauerstoff im heißen Öl fein verteilt wird und jedwede Wassertröpfchen zerteilt und im heißen öl gelöst werden. Das wassergesättigte, sauerstoffreiche, heiße Öl strömt dann durch Leitung 26 zur Pumpe 27 und danach in die Leitung 30.In practice, the acidic oil 10 to be treated, supplied according to the schematic drawing, should be free of hydrogen sulfide or caustic alkalis. If it contains hydrogen sulfide, this can be removed by simply washing it out with caustic alkalis. The fed oil is passed through a rock salt filter 11 to remove any traces of alkali left in the washed oil. From the salt filter 11, the oil passes through the line 12 to the heater 15, in which its temperature is increased to 88 to HO 0 C, preferably to 93 0 C 1 . It has been found that hot oil removes the water from the catalyst, which is quickly deactivated, and that this harmful effect, if not completely suppressed, can be largely prevented if the hot oil is used before it is used with the catalyst comes into contact, saturates with water. Water (from a source not shown) is sent by means of a metering pump 17 through line 18 into the heater 19, where it is heated to about 93 ° C. The hot water then passes through line 20 into line 16 where it enters the flowing hot oil. Only as much water is added as is necessary to saturate the hot oil. Commercially available oxygen or air is introduced through line 22 into the hot oil stream saturated with water. The amount of oxygen to be added depends on the mercaptan content of the acidic oil. For every 0.01 ° / 0 mercaptan about 1.87 liters of oxygen per hectolitre acidic oil required. The combined stream then enters mixer 25 where the oxygen is finely divided in the hot oil and any water droplets are broken up and dissolved in the hot oil. The water-saturated, oxygen-rich, hot oil then flows through line 26 to pump 27 and then into line 30.
Im Anschlämmtank 32 wird der auf Weg 33 zugeführte Katalysator, der im wesentlichen aus 60 bis 75 Gewichtsprozent inertem Adsorptionsmittel, 5 bis 20 Gewichtsprozent Kupfersalz und 20 Gewichtsprozent Wasser, vorzugsweise aus 72 Gewichtsprozent Fullererde, 8 Gewichtsprozent Kupfersulfat und 20 Gewichtsprozent Wasser, besteht, mit von Leitung 16 durch Leitung 34 zugeführtem heißem Öl in eine pumpbare Aufschlämmung verwandelt. Die Pumpe 36 treibt diese Katalysator-Öl-Aufschlämmung durch Leitung 37 in die Leitung 30, in der der Katalysator in den Strom des heißen, sauren Öls gelangt. Das heiße Öl-Katalysator-Gemisch gelangt durch Leitung 40 in das Reaktionsgefäß 41, einen mit konischem Boden versehenen Kessel, in dem sich der Katalysator aus dem gesüßten (oder noch nicht völlig süßen) Öl absetzt. Der Katalysator wird dann aus dem Reaktionsgefäß 41 durch Leitung 42 abgeleitet und kann über Ventil 43 durch Leitung 44 als erschöpft aus dem System, entfernt werden. Das Öl wird durch Leitung 47 aus dem Reaktionsgefäß 41 abgeleitet. Durch Zuleitung 48 wird Wasser in die Leitung 47 geführt und der so entstandene Wasser-Öl-Strom im Mischer 50 durchgemischt. Der Zweck dieses Wasserzusatzes ist die Entfernung der im gesüßten öl suspendierten Teilchen von Kupfersulfat und Fullererde. Die dafür anzuwendende Menge Wasser kann 25 bis 100 Volumteile auf je 100 Volumteile Öl betragen; vorzugsweise werden etwa 50 Volumteile verwendet. Vom Mischer 50 gelangt das Wasser-Öl-Gemisch durch Leitung 51 in den Absetzbehälter 52. Aus diesem wird das Waschwasser durch Leitung 53 in den Abwasserkanal weggeleitet, es kann aber gegebenenfalls auch in die Leitung 48 oder zur Pumpe 17 zurückgeführt werden. Das gewaschene Öl verläßt den Absetzbehälter 52 durch Leitung 55 und strömt durch den Kühler 56, wo es auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt wird, und anschließend durch das Salzfilter 58 zwecks Trocknung. Das das Salzfilter verlassende Öl gelangt als Endprodukt durch Leitung 59 in den (nicht mit dargestellten) Lagertank.In the slurry tank 32, the catalyst fed in via path 33, which essentially consists of 60 to 75 weight percent inert adsorbent, 5 to 20 weight percent copper salt and 20 weight percent Water, preferably from 72 percent by weight fuller's earth, 8 percent by weight copper sulfate and 20 percent by weight Water, with hot oil supplied from line 16 through line 34 into a pumpable Transformed into slurry. The pump 36 drives this catalyst-oil slurry through line 37 into the Line 30 in which the catalyst enters the stream of hot, acidic oil. The hot oil-catalyst mixture passes through line 40 into the reaction vessel 41, a vessel provided with a conical bottom, in which the catalyst settles out of the sweetened (or not yet completely sweet) oil. The catalyst is then discharged from the reaction vessel 41 through line 42 and can via valve 43 through line 44 removed from the system as exhausted. The oil is drained from reaction vessel 41 through line 47. Through feed line 48, water is fed into line 47 and the water-oil stream thus created mixed in mixer 50. The purpose of this water addition is to remove those suspended in the sweetened oil Particles of copper sulphate and fuller's earth. The amount of water to be used for this can be 25 to 100 parts by volume for every 100 parts by volume of oil; preferably about 50 parts by volume are used. From mixer 50 the water-oil mixture passes through line 51 into the settling tank 52. This becomes the washing water diverted away through line 53 into the sewer, but it can optionally also into line 48 or to the pump 17 are returned. The washed oil leaves the settling tank 52 through line 55 and flows through the cooler 56, where it is cooled to the temperature of the surroundings, and then through the salt filter 58 for drying. The oil leaving the salt filter passes through line 59 as the end product into the storage tank (not shown).
Es wurde beobachtet, daß saure Öle mit einer Mercaptanzahl über 10 selbst dann den Katalysator schnell unwirksam machen, wenn das Öl theoretisch genug Sauerstoff zum Regenerieren des Katalysators enthält. Es wird angenommen, daß die Desaktivierung in erster Linie eine Folge der Entwässerung des Katalysators durch das heiße Öl ist. Diese Wirkung kann in gewissem Ausmaß durch Sättigen des heißen Öls mit Wasser vor dem Zusammentreffen des Öls mit dem Katalysator unterdrückt werden. Auch kann der Katalysator als solcher regeneriert werden, indem man Wasser zum erschöpften Katalysator-Öl-Schlamm gibt und die Aufschlämmung mit Sauerstoff behandelt. Durch diese Maßnahmen kann die Verwendbarkeit des Katalysators verlängert und dieser in den Kreislauf zurückgeführt werden. So kann, wenn das zu behandelnde Öl ein West-Texas-Heizöldestillat mit einer Mercaptanzahl von 70 ist, Ventil 43 geschlossen und der Katalysator vom Boden des Reaktionsgefäßes 41 in die mit Ventil versehene Leitung 62 abgelassen werden. Die Wassermenge, die erforderlich ist, um den Katalysator auf den gewünschten Wassergehalt, vorzugsweise 20 Gewichtsprozent, zu bringen, wird durch den Erhitzer 64, wo sie auf etwa 93° C erhitzt wird, und Leitung 65 in Leitung 62 geschickt. In die Leitung 62 wird ferner Sauerstoff durch Leitung 67 eingeleitet. Die aus freiem Sauerstoff, Wasser, Katalysator und Öl bestehende Aufschlämmung gelangt dann in den Mischer 68, in dem die Reaktivierung zuIt has been observed that acidic oils with a mercapto number greater than 10 even then quickly remove the catalyst Ineffective if the oil theoretically contains enough oxygen to regenerate the catalyst. It is believed that the deactivation is primarily a consequence of the dehydration of the catalyst through the hot oil is. This effect can be achieved to some extent by saturating the hot oil with water the collision of the oil with the catalyst can be suppressed. The catalyst can also be used as such can be regenerated by adding water to the exhausted catalyst oil sludge and the slurry treated with oxygen. These measures can reduce the usability of the catalyst extended and this can be returned to the cycle. So if the oil to be treated can be a West Texas fuel oil distillate having a mercapto number of 70 is closed, valve 43 is closed and the catalyst is off The bottom of the reaction vessel 41 can be drained into the valved line 62. The amount of water which is necessary to bring the catalyst to the desired water content, preferably 20 percent by weight, is brought through heater 64, where it is heated to about 93 ° C, and line 65 in line 62 sent. Oxygen is also introduced into line 62 through line 67. Those of free oxygen, water, The slurry made up of the catalyst and oil then enters the mixer 68, where the reactivation takes place
Ende geführt wird. Der regenerierte Katalysator gelangt durch Leitung 70 in den Zumischer 71, der in einer mit Ventil versehenen Umgehungsleitung zu Leitung 40 liegt. Der Zumischer 71 bewirkt das Strömen durch die Leitung 62, den Mischer 68 und die Leitung 70. Der Strom von Leitung 70 mischt sich mit dem heißen, sauren Öl und dem Produkt aus dem Anschlämmtank 32. Das Gemisch gelangt dann in die Leitung 40 und durch diese in das Reaktionsgefäß 41.End is performed. The regenerated catalyst passes through line 70 in the admixer 71, which is in one with Valve provided bypass line to line 40 is located. The admixer 71 causes the flow through the Line 62, mixer 68 and line 70. The flow from line 70 mixes with the hot, acid oil and the product from slurry tank 32. The mixture then enters line 40 and through this into the reaction vessel 41.
Wenn aus dem sauren Öl auch ohne Auswaschen mit Wasser ein Öl befriedigender Farbbeständigkeit erhalten werden kann, kann das Waschen auch unterbleiben und das Öl aus dem Reaktionsgefäß 41 direkt durch Leitung 75 und Leitung 55 in den Kühler geschickt werden.If an oil of satisfactory color fastness is obtained from the acidic oil without washing it out with water can be, the washing can also be omitted and the oil from the reaction vessel 41 directly by line 75 and line 55 are sent to the cooler.
Weitere Modifikationen und andere Verfahrensmaßnahmen sind aus obiger Beschreibung für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich.Further modifications and other procedural measures are apparent to those skilled in the art from the above description readily apparent.
Claims (9)
USA.-Patentschriften Nr. 2 094 485, 2 042 053;
Ellis, The Chemistry of Petroleum Derivatives, 1937,Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,094,485, 2,042,053;
Ellis, The Chemistry of Petroleum Derivatives, 1937,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEST4662A DE1035830B (en) | 1952-02-21 | 1952-04-02 | Process for sweetening mercaptan-containing hydrocarbon oils |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB459352A GB711926A (en) | 1952-02-21 | 1952-02-21 | Improvements in or relating to process for sweetening hydrocarbon oils |
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ID=25993813
Family Applications (1)
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DEST4662A Pending DE1035830B (en) | 1952-02-21 | 1952-04-02 | Process for sweetening mercaptan-containing hydrocarbon oils |
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Citations (2)
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US2042053A (en) * | 1932-03-26 | 1936-05-26 | Bennett Clark Co Inc | Refining hydrocarbon oils and vapors |
US2094485A (en) * | 1937-01-22 | 1937-09-28 | Phillips Petroleum Co | Process for sweetening hydrocarbon fluids |
-
1952
- 1952-04-02 DE DEST4662A patent/DE1035830B/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2042053A (en) * | 1932-03-26 | 1936-05-26 | Bennett Clark Co Inc | Refining hydrocarbon oils and vapors |
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