DE2937828C2

DE2937828C2 - Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Düsenkraftstoff und Dieselkraftstoff

Info

Publication number: DE2937828C2
Application number: DE2937828A
Authority: DE
Inventors: William Latham Crystal Lake Ill. Jacobs
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1978-09-21
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1986-10-16
Also published as: US4172815A; JPS5727150B2; GB2031946B; IT1193321B; ES484323A1; DE2937828A1; IT7925947A0; GB2031946A; CA1126193A; FR2436812B1; FR2436812A1; JPS5543198A

Description

a) durch Umsetzen der Beschickung mit Wasserstoff in einer katalytischen Reaktionszone bei einer maximalen Katalysatorbettemperatur unterhalb 482⁰C und einem Druck größer als 69,9 bar,

b) wobei in dieser katalytischen Reaktionszone der Katalysator einen Zeolith, Tonerde, Kieselsäure, Zirkonoxid, Magnesia, Titanoxid Thoriumoxid, Boroxid, Hafniumoxid oder Gemische derselben und wenigstens eine Metallkomponente der VL Nebengruppe oder der VIII. Gruppe des Periodensystems umfaßt und

c) Trennung des Produktauslaufes der Reaktionszone in einen Strom im Düsenkraftstoff-Siedebereich, einen Strom im Dieselkraftstoff-Siedebereich und eine schwere Fraktion, dadurch gekennzeichnet, daß man die schwere Fraktion und wenigstens einen Teil des Stromes im Düsenkraftstoff-Siedebereich zu der katalytischen Reaktionszone zurückführt

Die Erfindung betrifft ein einstufiges Hydrokrackverfahren für die gleichzeitige Gewinnung von Düsenkraftstoff und Dieselkraftstoff. Geeignete Beschickungsmaterialien sind beispielsweise Vakuumgasöle, atmosphärisches Gasöl bzw. Gasöl, das durch Destillation bei Atmosphärendruck erhalten wurde, und irgendwelche anderen Kohlenwasserstoffbeschickungen, die bei einer Temperatur höher als 26O⁰C sieden.

Die US-PS 32 45 901 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Heizöl, Dieseltreibstoff, Düsentreibstoff und ähnlicher Mittelöle durch Hydrokracken. Bei diesem Verfahren können Kohlenwasserstoffe zur katalytischen Reaktionszone zurückgeführt werden, die oberhalb der Produkte, also auch oberhalb der Düsenkraftstoff-Fraktion sieden.

Aus der US-PS 35 40 999 ist die Verwendung von Zeolithen mit Metallkomponenten der VI. Nebengruppe oder der VIII. Gruppe des Periodensystems beim Hydrokracken bekannt

Selektives Hydrokracken ist wichtig, besonders dann, wenn Kohlenwasserstoffe verarbeitet werden, die bei Temperaturen oberhalb des Benzin- und/oder des Mitteldestillatsiedebereiches sieden, d. h. solche, die einen Anfangssiedepunkt von 316 bis 371⁰C und einen Endsiedepunkt so hoch wie 538° C oder mehr haben.

Nachteilig bei nichtselektiven Hydrokracken ist die schnellere Bildung erhöhter Mengen an Koks und dessen Ablagerung auf dem Katalysator, wodurch dieser

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand nun darin, bei der gleichzeitigen Gewinnung von Düsenkraftstoff und Dieselkraftstoff den Rußpunkt, die Aromatenkonzentration und den Schwefelgehalt innerhalb der vorgeschriebenen Bereiche, vorzugsweise den Rußpunkt auf nicht weniger als 25 mm und die Aromatenkonzentration auf weniger als 20 Vol.-% zu halten.

Erfindungsgemäß wird dies mit dem Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Düsenkraftstoff und Dieselkraftstoff aus einer Kohlenwasserstoffbeschickung, die einen Anfangssiedepunkt höher als 260° C hat und einen wesentlichen Anteil cyclischer Kohlenwasserstoffe enthält,

a) durch Umsetzen der Beschickung mit Wasserstoff in einer katalytischen Reaktionszone bei einer ma ximalen Katalysatorbettemperatur unterhalb 482°C und einem Druck größer als 69,9 bar,

b) wobei in dieser katalytischen Reaktionszone der Katalysator einen Zeolith, Tonerde, Kieselsäure, Zirkonoxid, Magnesia, Titanoxid, Thoriumoxid, Boroxid, Hafniumoxid oder Gemische derselben und wenigstens eine Metallkomponente der VI. Nebengruppe ode; der VIII. Gruppe des Periodensystems umfaßt und

c) Trennung des Produktauslaufes der Reaktionszone in einen Strom im Düsenkraftstoff-Siedebereich, einen Strom im Dieselkraftstoff-Siedebereich und eine schwere Fraktion, erreicht, und dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß man die schwere Fraktion und wenigstens einen Teil des Stromes im Dü- senkraftstoff-Siedebereich zu der katalytischen Reaktionszone zurückgeführt

Die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung gestattet es, mildere Reaktionsbedingungen in der kata lytischen Reaktionszone zu verwenden, was die Selekti vität während des Hydrokrackens erhöht und die Koksbildung auf dem Katalysator vermindert

Wenn ein Beschickungsmaterial unter milderen Bedingungen verarbeitet wird, kann bei bekannten Ver- fahren der Rußpunkt des Düsenkraftstoffproduktes 3 bis 5 mm unter dem maximalen Rußpunkt liegen, so daß man ein außerhalb der Vorschriften liegendes Düsenkraftstoffprodukt bekommt Während der gleichzeitigen Produktion von Dieselkraftstoff und Düsenkraft- stoff scheint es so zu sein, daß die aromatischen Kohlenwasserstoffe in dem höher siedenden Produkt, dem Dieselkraftstoff, bevorzugt hydriert werden. Dies führt zu einer Steigerung des Gehaltes an aromatischen Kohlenwasserstoffen in dem Düsenkraftstoff mit einer entspre- chenden Abnahme seines Rußpunktes. Dieses Problem wird durch die Rückführung von Düsenkraftstoff in die katalytische Reaktionszone vermieden.

Die Katalysatoren enthalten als Metallkomponente Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen, Ruthenium, Osmi um, Kobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium und Platin. Es ist zweckmäßig, daß die Katalysator-Komponenten so ausgewählt werden, daß sie nicht nur hydrokracken, sondern gleichzeitig auch entschwefeln. Geeignete Katalysatoren umfassen allgemein 1 bis 40 Gew.-°/o der Metallkomponente der VI. Nebengruppe und 0,1 bis 10 Gew.-% einer Metallkomponente der Gruppe VIII des Periodensystems. Diese und die nachfolgend angegebenen Konzentrationen sind auf der Grundlage der elementaren Metalle errechnet, und zwar ungeachtet des genauen Zustandes, in welchem sie

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allgemein kieselsäurehaltig, da die Kieselsäuremenge den Grad der Hydrokrackaktivität bestimmt

Bei der Durchführung der Erfindung wird Wasser-

es stoff mit der Beschickung in einer Menge von 178 bis 3555 Standard-m³ je m³ Beschickung vermischt. Das

Gemisch von Kohlenwasserstoff und Wasserstoff wird

auf eine solche Temperatur erhitzt, daß die Katalysator-

bett-Temperatur in dem Bereich von 316° C bis maximal unter 482° C gehalten wird. Die Katalysatorbett-Einlaßtemperatur wird so gesteuert, daß die Auslaßtemperatur unterhalb des Maximalwertes liegt Da die Hauptreaktionen exothermer Natur sind, wird ein Temperaturanstieg festgestellt, wenn das Beschickungsmaterial durch das Katalysatorbett geht Di= Reaktionszone wird unter einem Druck von größer als 69,9 bis 276,5 bar gehalten, und die stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit (definiert als Volumenteile flüssiger Kohlenwasserstoffbeschickung je Stunde je Volumenteil Katalysator) Hegt im Bereich von 0,1 bis 10.

Der Produktauslauf aus der Reaktionszone wird in eine Düsenkraftstoff-Fraktion, eine Dieselkraftstoff-Fraktion und eine schwere Rückführfraktion, die oberhalb des Dieselkraftstoffsiedebereiches siedet, aufgetrennt Die schwere Rückführfraktion wird zusammen mit wenigstens einem Teil der Düsenkraftstoff-Fraktion zu der katalytischen Reaktion zurückgeführt Die resultierende Dieselkraftstoff-Fraktion und Düsenkraftstoff-Fraktion werden als Fertigprodukte gewonnen.

Die Trennung des Auslaufsf romes der Reaktionszone kann in einfacher Weise erfolgen, wie durch Fraktionierung.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.

In der Zeichnung sind nur jene Behälter und Verfahrensleitungen gezeigt, die für ein Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Verschiedene Zubehörteile, wie Ventile, Steuereinrichtungen, Instrumente, Pumpen, Kompressoren, Wärmeaustauscher, Anlaßleitungon, Zusatztrennbehälter und Wärmerückgewinnungskreisläufe wurden entweder in ihrer Zahl vermindert oder vollständig weggelassen.

Gemäß der Zeichnung wird das Beschickungsmaterial, wie beispielsweise ein schweres Vakuumgasöl, in das Verfahren über Leitung 1 eingeführt. Das Beschikkungsmaterial geht weiter durch Leitung 1, wird mit einem Kohlenwacserstoffrückführstrom aus Leitung 7, der nachfolgend beschrieben wird, vermischt Das Kohlenwasserstoffgemisch wird mit einem Katalysator in der Reaktionszone 2 bei einer Einlaßtemperatur von etwa 393° C, einer stündlichen Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit von 0,6 und einer Wasserstoffzirkulationsgeschwindigkeit von 2133 Std.-m³/m³ behandelt. Der Reaktionszonenauslauf wird über Leitung 3 in die Fraktioniereinrichtung 4 überführt. Die Fraktioniereinrichtung 4 arbeitet bei einer solchen Temperatur und einem solchen Druck, daß ein Naphthastrom über die Leitung 5, eine Düsenkraftstoff-Fraktion über die Leitung 6, ein Dieselkraftstoffstrom über die Leitung 8 und eine schwere Rückführfraktion, die oberhalb des Dieselkraftstoffsiedebereichs siedet, über die Leitung 9 gewonnen werden. Ein Teil der Düsenkraftstoff-Fraktion, die aus der Fraktioniereinrichtung 4 über die Leitung 6 entfernt wurde, wird über die Leitung 7 und die Leitung 1 zu der katalytischen Reaktionszone als ein Teil des obenerwähnten Kohlenwasserstoffrückführstromes zurückgeführt. Die schwere Rückführfraktion wird über die Leitung 9 aus der Fraktioniereinrichtung 4 entfernt unH i"iH«>r Hi£ Lsiiun** 7 und die Leitun™ 1 zu der k«**"'¹**'* sehen Reaktionszone als Teil des obenerwähnten Kohlenwasserstoffrückführstromes zurückgeführt.

man nach bekannten Verfahren ohne Düssnkraftstoff-Rückführung erhält Die Beschickung ist ein Gasöl, und die hier wichtigen Eigenschaften des Beschickungsmaterials sind in der Tabelle nachfolgend zusammengestellt:

Tabelle	332
ASTM-Destillation,°C	388
Anfangssiedepunkt	424
10	449
30	477
50	516
70	577
90	2,50
Endsiedepunkt	940
Schwefel, Gew.-%
Stickstoff, ppm

Es wird beabsichtigt daß diese Gasölbeschickung derart umgewandelt wird, daß man etwa 50 bis 55 VoIumen-% Düsenkraftstoff und 40 bis 45 Volumen-% Dieselkraftstoff bekommt Der Betrieb erfolgt in einem Reaktionszonensystem eines Typs, wie er oben im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben wurde, ohne Düsenkraftstoff-Rückführung. Die katalytische Zone wird auf einem Druck von etwa 180 bar und einer Katalysatorbetteinlaßtemperatur von 393° C gehalten. Die stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit liegt bei 0,6, und die Wasserstoffzirkulationsgeschwindigkeit bei 2133 Std.-m³/m³. Der in der Reaktionszone angeordnete Katalysator ist eine Zusammensetzung mit 2 Gew.-°/o Ni und 14 Gew.-°/o Mo, berechnet als die elementaren Metalle, vereinigt mit einem Trägermaterial aus Tonerde und Kieselsäure.

Bei den oben beschriebenen Betriebsbedingungen wird das Gasöl in 52,7 Volumen-% Düsenkraftstoff mit einem Rußpunkt von 24 mm und 41,5 Volumen-% Dieselkraftstoff umgewandelt. Das Düsenkraftstoffprodukt entspricht nicht der Rußpunkt-Mindest Vorschrift für den handelsüblichen Verbrauch.

Wenn jedoch 50 Volumen-% des im Düsenkraftstoffbereich siedenden Kohlenwasserstoffes bei diesen Bedingungen zu der katalytischen Reaktionszone zurückgeführt werden, steigt der Rußpunkt des fertigen im Düsenkraftstoffbereich siedenden Produktes auf 27 mm, so daß dieses Produkt handelsfähig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Beispiel
und Vergleichsbeispiel

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Dieses Beispiel erläutert zunächst die Ergebnisse, die

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von Düsenkraftstoff und Dieselkraftstoff aus einer Kohlenwasserstoffbeschickung, die einen Anfangssiedepunkt höher als 260⁰C hat und einen wesentlichen Anteil cyclischer Kohlenwasserstoffe enthält,