DE1057710B - Improved radiochemical hydrocarbon conversion process - Google Patents
Improved radiochemical hydrocarbon conversion processInfo
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Description
kl. 23 b 1/04kl. 23 b 1/04
INTERNAT. KL. C 10 gINTERNAT. KL. C 10 g
BUNDESKEPUBLIK^DEUTSCHLANDBUNDESKEPUBLIK ^ GERMANY
E 14307 IVc/23 bE 14307 IVc / 23 b
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLECESCHRIFT: 2 1. M A I 1 9 5 9NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE OUTLOOK: 2 1. M A I 1 9 5 9
Die Erfindung betrifft die Umwandlung von Kohlenwasserstoffölen in flüssiger Phase durch Bestrahlung in Gegenwart eines gelartigen Kohlenwasserstoffumwandlungskatalysators, der adsorbiertes Wasser enthält.The invention relates to the conversion of hydrocarbon oils in the liquid phase by irradiation in the presence of a gel-like hydrocarbon conversion catalyst which adsorbed Contains water.
Bei dem erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren wird ein Kohlenwasserstofföl in flüssiger Phase in einer Reaktionszone durch Bestrahlung mit einer energiereichen ionisierenden Strahlung, insbesondere mit ^-Strahlen, in Gegenwart eines hochporösen Kohlcnwasserstoffumwandlungskatalysators vom Typ eines festen Gels, wie z. B. Kieselerde —Tonerde, der mindestens 5 °/o adsorbiertes Wasser enthält, umgewandelt.In the hydrocarbon conversion process of the present invention, a hydrocarbon oil is converted into liquid phase in a reaction zone by exposure to high-energy ionizing radiation, especially with ^ rays, in the presence of a highly porous hydrocarbon conversion catalyst of the solid gel type, e.g. B. Silica - clay, which contains at least 5% adsorbed water.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Umwandlungstemperatur unterhalb von 2600C gehalten, die Strahlung eines Kernreaktors verwendet und ein Erdöldestillat der Umwandlung unterworfen.In particularly preferred embodiments of the invention, the conversion temperature is kept below 260 ° C., the radiation from a nuclear reactor is used and a petroleum distillate is subjected to the conversion.
Es wurde nun gefunden, daß die Gegenwart von adsorbiertem Wasser an der Oberfläche eines hochporösen Kohlenwasscrstoffumwandlungskatalysators vom Geltyp die Menge und die Art der erhaltenen Produkte stark beeinflußt, wenn der Katalysator bei einem durch Bestrahlung mit y-Strahlcn oder Neutronen durchgeführten Kohlenwasserstoffumwandlungsvcrfahren verwendet wird; der innige Kontakt des Wassers mit der Katalysatoroberfläche und dem umzuwandelnden öl hat einen merklichen Einfluß auf das Ergebnis der Umwandlung.It has now been found that the presence of adsorbed water on the surface of a highly porous hydrocarbon conversion catalyst on the gel type greatly influences the amount and type of products obtained when the catalyst is used one by irradiation with y-rays or neutrons used hydrocarbon conversion process; the intimate contact of the water with the catalyst surface and the oil to be converted has a noticeable influence on the result of the conversion.
Zur Erzielung bester Ergebnisse empfiehlt es sich, die Umwandlungstcmpcratur unterhalb von 26O0C zu halten und einen Druck aufrechtzuerhalten, durch den im wesentlichen die Bedingungen für die flüssige Phase sichergestellt werden.For best results, it is recommended to keep the Umwandlungstcmpcratur below 26O 0 C and maintain a pressure, the conditions for the liquid phase be ensured by the substantially.
Die für die Erfindung geeigneten Beschickungsmaterialien umfassen unter Normalbcdingungen flüssige Kohlenwasserstofföle, wie z. B. unbearbeitete Rohöle, Destillate und Rückstände, Asphalte, Schieferöle, Kohlenteere, synthetische öle u. dgl. Besonders gute Ergebnisse werden mit relativ sauberen Erdöldestillaten erzielt, die im Bereich zwischen C4-Kohlcnwasserstoffen und 566° C sieden.The feedstocks suitable for the invention include hydrocarbon oils liquid under normal conditions, such as e.g. B. unprocessed crude oils, distillates and residues, asphalt, shale oils, coal tar, synthetic oils and the like. Particularly good results are achieved with relatively clean petroleum distillates that boil in the range between C 4 hydrocarbons and 566 ° C.
Der erfindungsgemäß bevorzugte Katalysator ist ein in der Technik bekannter Kohlenwasserstoffum-Wandlungskatalysator vom Geltyp, der bei Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren wie dem Cracken von Gasölen, dem Reformieren von Schwerbenzinen, bei Polymerisation und Entschweflungen verwendbar ist. Ein Katalysator vom Geltyp ist z. B. der Feststoff, der beim Trocknen eines hydratisierten Oxyds wie Tonerde, Kieselerde, Zirkonerde, Titanerde, Magnesia, Zinkaluminat und Gemischen dieser Materialien erhalten wird. Es können jedoch auch andere bekannte Verbessertes radiochemisches KohlenwasserstoffumwandlunqsverfahrenThe preferred catalyst of the present invention is a gel-type hydrocarbon conversion catalyst known in the art which is useful in hydrocarbon conversion processes such as gas oil cracking, heavy gasoline reforming, polymerization, and desulfurization. A gel type catalyst is e.g. B. the solid obtained on drying a hydrated oxide such as alumina, silica, zirconia, titania, magnesia, zinc aluminate, and mixtures of these materials. However, other known improved radiochemical hydrocarbon conversion processes can also be used
Anmelder:Applicant:
Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V.St.A.)Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V.St.A.)
Vertreter:Representative:
Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte, Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36Dr. W. Beil and A. Hoeppener, lawyers, Frankfurt / M.-Höchst, Antoniterstr. 36
Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 21. Juni 1956Claimed priority: V. St. v. America June 21, 1956
John P. Longwell, Scotch Plains, N. J., Peter J. Lucchest, Cranford, N. J.,John P. Longwell, Scotch Plains, N.J., Peter J. Lucchest, Cranford, N.J.,
und Robert B. Long, Wanamassa, N. J.and Robert B. Long, Wanamassa, N. J.
(V. St. A.),
sind· als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
have been named as inventors
Typen von porösen Umwandlungskatalysatoren, .wie aktivierte Holzkohle, verwendet werden.Types of porous conversion catalysts such as activated charcoal can be used.
Der poröse Kohlenwasserstoffumwandlungskatalysator kann natürlichen Ursprungs und z.B.aus Bauxit hergestellt sein oder beispielsweise nach dem Alkoholat-Toncrde-Verfahren oder durch Ausfällung aus einer Aluminiumsulfatlösung hergestellt werden. Eine gebräuchliche Katalysatorart ist der für die Gasölspaltung verwendete Kieselsäure-Tonerde-Katalysator. The porous hydrocarbon conversion catalyst can be of natural origin such as bauxite be produced or, for example, by the alcoholate clay method or by precipitation from an aluminum sulfate solution. A common type of catalyst is that for gas oil cracking used silica-alumina catalyst.
Diese Katalysatoren sind vorzugsweise hochporös und haben eine Oberfläche von mehr als 50 m2/g und ein Porenvolumen von mehr als 0,2 ccm/g. Diese Eigenschaften können nach bekannten Verfahren, z. B. durch Kalzinieren, chemische Behandlung, Regelung der Fällungsgeschwindigkeit u. ä. erzielt werden. Die Katalysatoren haben vorzugsweise eine Größe von 0 'bis 1000 μ; jedoch können auch größere Teilchen, z. JB. Pillen oder Preßkörper, zur Anwendung kommen.These catalysts are preferably highly porous and have a surface area of more than 50 m 2 / g and a pore volume of more than 0.2 ccm / g. These properties can be determined by known methods, e.g. B. by calcining, chemical treatment, regulation of the rate of precipitation and the like. The catalysts preferably have a size of 0 ' to 1000 μ; however, larger particles, e.g. JB. Pills or pellets, are used.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist der Katalysator eine zusätzliche Komponente auf. Hierbei kann es sich um eine übliche, die Umwandlung beeinflussende Komponente, wie eine Hydrierungskomponente, z. B. Platin, Molybdän, Palladium, Nickel, Rhodium und Ruthenium oder deren Oxyde oder Sulfide, hande-lrifdie Komponente kannIn preferred embodiments of the invention, the catalyst has an additional component on. This can be a common component that affects the conversion, such as a Hydrogenation component, e.g. B. platinum, molybdenum, palladium, nickel, rhodium and ruthenium or their Oxides or sulfides, hande-lrif the component can
SS. 909 527/394909 527/394
jedoch auch zugesetzt sein, um die Eigenschaften des Katalysators z-u verbessern, so z. B. im Falle von Kieselsäure oder den Salzen oder Oxyden von Kalium, Kalzium und Magnesium. Die zugesetzte Komponente kann auch sogenannte»radiochemischeBcschleuniger«, wie z. B. Bor 10 und Lithium 6. die beim Einfangen eines Neutrons ct-Tcilchcn hoher Intensität abgeben, oder Materialien umfassen, die beim Einfangen von Neutronen y-Strahlcn hoher Intensität emittieren,z.Jj. Cadmium, oder dir, heim Tynfangcn von Neutronen /g-StrahlcrTcmittiarcn. Diese Materialien können als reine Elemente oder Isotopen oder als Verbindungen verwendet werden. Obgleich sie vorzugsweise auf die Katiilysatorobcrflächc aufgebracht werden, können sie jedoch auch auf inerten Substanzen oder in Lösungen verwendet werden; beispielsweise kann Tri-n-dodccylborat zur Anwendung kommen.however, it can also be added to improve the properties of the catalyst, e.g. B. in the case of silica or the salts or oxides of potassium, calcium and magnesium. The added component can also be so-called »radiochemical accelerators «, such as e.g. B. Boron 10 and Lithium 6 . which emit ct particles of high intensity when capturing a neutron, or comprise materials which emit y-rays of high intensity when capturing neutrons, e.g. Yy. Cadmium, o you, home to the capture of neutrons / g radiation emitters . These materials can be used as pure elements or isotopes, or as compounds. Although they are preferably applied to the catalyst surface, they can, however, also be used on inert substances or in solutions; for example, tri-n-dodccyl borate can be used.
Die folgende Erläuterung der Zeichnung dient dazu, die Erfindung zu erklären.The following explanation of the drawing serves to explain the invention.
In der Zeichnung wird die von 1 kommende Beschickung durch Leitung 2 in eine Bcstrahlungszonc 3 geführt. Der erfindungsgcmäßc wasserhaltige Katalysator wird von 4 durch die Leitung 5 kommend mit dem ül vermischt. Das den Katalysator enthaltende ül wird in der Bcstrahlungszonc 3 bestrahlt.The feed coming from 1 is shown in the drawing guided through line 2 into a radiation zone 3. The water-containing catalyst according to the invention is mixed with the oil coming from 4 through the line 5. The one containing the catalyst ül is irradiated in the radiation zone 3.
Die Strahlung kann von Abfallmatcrial aus Kernreaktoren, wie verbrauchtem Brennstoff, oder von künstlich hergestellten Tsotopcn, wie Kobalt 60, herrühren. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Rcaktionstcilnchmcr einfach in geeigneten Rohren oder Behältern an der Strahlungsquelle vorbeigeführt. Die Intensität der Strahlungsquelle ist vorzugsweise so groß, daß in der Reaktionszone ein y-Fluß von mindestens etwa tO5 Röntgen/h herrscht. Die Bedingungen werden vorzugsweise so gewählt, daß das öl eine Strahlungsmcngc von mindestens 103 Röntgen erhält.The radiation can come from waste material from nuclear reactors, such as spent fuel, or from man-made cesotopes, such as cobalt 60. In this embodiment of the invention, the reaction pieces are simply guided past the radiation source in suitable tubes or containers. The intensity of the radiation source is preferably so great that there is a γ-flow of at least about to 5 X-rays / h in the reaction zone. The conditions are preferably chosen so that the oil receives a radiation amount of at least 10 3 X-rays.
Es empfiehlt sich jedoch sehr, die Umwandlung in einem Kernreaktor, z. B. einem Atommeiler, vorzunehmen. Der den Katalysator enthaltende Strom der Rcaktionstcilnehmcr wird durch den Reaktor oder um das spaltbare Material herum in geeigneten Rohren geleitet und wird dabei einer cncrgicreichen ionisierenden Strahlung ausgesetzt, die y- und Neutronen-Strahlen umfaßt. Bremssubstanzen, wie Kohlenstoff, leichtes oder schweres AVasscr oder Kohlenwasserstoffe, können verwendet werden. Tn einigen Fällen kann der Beschickungsstrom-selbst als Bremssubstanz dienen.However, it is highly recommended that the conversion be carried out in a nuclear reactor, e.g. B. a nuclear reactor. The stream of Rcaktionstcilnehmcr containing the catalyst is passed through the reactor or around the fissile material in suitable tubes and is thereby subjected to a cncrgicreichen ionizing radiation comprises y and neutron rays. Braking substances such as carbon, light or heavy AVasscr or hydrocarbons can be used. In some cases the feed stream itself can serve as a braking substance.
Bei Verwendung eines Kernreaktors wird dicReaktionszonc, abgesehen von der vorstehenden Intensität der /-Strahlen, vorzugsweise einem Neutronenfluß von mindestens 108 Ncutroncn/cm2/scc ausgesetzt und werden die Bedingungen so gestaltet, daß die Reaktionsteilnchmcr eine Neutronenmenge von mindestens 10"1 crg/g/scc erhalten.When using a nuclear reactor, the reaction zone, apart from the above intensity of the / rays, is preferably exposed to a neutron flux of at least 10 8 Ncutroncn / cm 2 / scc and the conditions are designed so that the reactants have an amount of neutrons of at least 10 "1 cg / g / scc received.
In der Zeichnung ist ein suspensoides System dargestellt, d. h.. den.Katalysator wird in Suspension in dcm flüssigen Rcaktionstcilnehmcr durch die Rcaktfonszonc befördert, dann wiedergewonnen und zurückgeführt. Der Katalysator kann jedoch in der Bestrahlungszone 3 auch in Form einer Ruhcschüttung, einer durch die Schwerkraft absinkenden Schicht oder einer Wirbelschicht anwesend sein. Er kann entweder zusammen mit dem Reaktionsteilnchmcr oder gesondert kontinuierlich aus der Bestrahlungszone entfernt werden, um regeneriert, erneut behandelt usw. zu werden. Er kann gewünschtenfalls periodisch oder kontinuierlich an Ort und Stelle in der Bestrahlungszonc 3 regeneriert werden.In the drawing, a suspensoid system is shown, ie. The next catalyst is conveyed in suspension in the liquid reaction component through the reaction zone , then recovered and returned. However, the catalyst can also be present in the irradiation zone 3 in the form of a quiescent bed, a bed that sinks under the force of gravity, or a fluidized bed. It can be continuously removed from the irradiation zone either together with the reactant or separately for regeneration, re-treatment, etc. If desired, it can be regenerated periodically or continuously on site in the irradiation zone 3.
Wie vorstehend bereits gesagt, sind die Bcdiiv gungen in der Bestrahlungszone 3 vorzugsweise so, daß eine flüssige Phase aufrechterhalten wird; die Temperatur wird zur Erzielung einer guten Produktverteilung unterhalb von 26O0C gehalten. Der Druck kann bis zu 7 kg/cm2 und mehr betragen. Die zur Erzielung der vorstehenden Strahlungsmengen erforderliche Zeit beträgt gewöhnlich 60 bis 106 Minuten. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt normalerweiseAs already stated above, the conditions in the irradiation zone 3 are preferably such that a liquid phase is maintained; the temperature is maintained to obtain a good product distribution below 26O 0 C. The pressure can be up to 7 kg / cm 2 and more. The time required to achieve the above amounts of radiation is usually 60 to 10 6 minutes. The flow rate is normally
ίο 0,01 bis 100 Vol./Vol./h. Die Mengenverhältnisse von Katalysator zu öl liegen gewöhnlich zwischen 0,1 :1 und,10:l.ίο 0.01 to 100 vol./vol./h. The proportions of Catalyst to oil are usually between 0.1: 1 and 10: 1.
Das bestrahlte Material wird durch Leitung 6 aus der Zone 3 in die Trennzonc 7 transportiert. Die Trennzone enthält Vorrichtungen zur Wiedergewinnung des Katalysators, beispielsweise durch Destillation und Filtration. Der wiedergewonnene Katalysator wird in diesem Beispiel durch Leitung 8 zurückgeführt, er kann jedoch auch verworfen werden. Der wiedergewonnene Katalysator kann zuerst beispielsweise durch Abbrennen, Behandlung mit Wasserdampf, chemische Behandlung usw. zur Entfernung von Verunreinigungen und zur Verbesserung seiner Eigenschaften behandelt werden, bevor er zurückgeführt wird.The irradiated material is transported through line 6 from zone 3 to separation zone 7. the Separation zone contains means for recovering the catalyst, for example by distillation and filtration. The recovered catalyst is returned in this example through line 8, however, it can also be discarded. The recovered catalyst can first, for example by burning off, steam treatment, chemical treatment, etc. for removal of impurities and to improve its properties are treated before being returned will.
Die Trennzonc 7 kann auch eine Vorrichtung zur Entfernung und/oder Neutralisierung von radioaktiven Abfallprodukten enthalten. Eine derartige Vorrichtung kann Behälter zum Abklingen lassen der Radioaktivität, Ionenaustauscher, Dcstillationskolonnen und Lösungsmittelextraktionsanlagen umfassen. The separation zone 7 can also be a device for the removal and / or neutralization of radioactive Contain waste products. Such a device can allow containers to decay which include radioactivity, ion exchangers, distillation columns and solvent extraction systems.
Die Kohlcnwasserstoffprodukte werden in der Zone 7 durch übliche Vorrichtungen getrennt. So kann man Destillation, Extraktion, Kristallisation und Adsorption anwenden. Gewünschtenfalls kann ein Teil des Produktes durch Leitung 9 zurückgeführt werden. Das behandelte Produkt wird durch Leitung 10 entfernt. Erfindungsgemäß enthält der in der Bestrahlungszone 3 verwendete Katalysator mindestens 5%, vorzugsweise mehr als 25%, adsorbiertes Wasser. In dem gezeigten »suspensoiden System« wird dieser Wassergehalt auf dem Katalysator dadurch erhalten, daß man Wasser aus einer Quelle. 11 dem rückgeführten Katalysator zusetzt. Das Wasser kann nach beliebigen Verfahren, z. B. durch Eintauchen des Katalysators oder Besprühen, zugesetzt werden. AVird der Katalysator, ζ B. in einer Ruheschüttung, im wesentlichen dauernd in der Zone 3 gehalten, so kann der Wassergehalt des Katalysators dadurch aufrechterhalten werden, daß man dem Beschickungsmaterial Wasser zusetzt oder Wasser unmittelbar in die den Katalysator enthaltende Zone, vorzugsweise in Mengen von mehr als 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Beschickungsmatcrial, einspritzt. Dies kann periodisch oder kontinuierlich geschehen.The hydrocarbon products are in the Zone 7 separated by conventional devices. So you can do distillation, extraction, crystallization and adsorption use. If desired, part of the product can be returned through line 9. The treated product is removed through line 10. According to the invention, the contains in the irradiation zone 3 catalyst used at least 5%, preferably more than 25%, adsorbed water. By doing This water content on the catalyst is obtained by the "suspensoid system" shown get water from a spring. 11 added to the recycled catalyst. The water can according to any Procedure, e.g. B. by immersing the catalyst or spraying, can be added. A becomes the catalyst ζ B. in a quiescent bed, kept essentially permanently in zone 3, the water content of the catalyst can be maintained by adding water to the feed adds or water directly into the zone containing the catalyst, preferably in amounts of more than 2 percent by weight based on the feed material. This can be periodic or happen continuously.
In einigen Fällen kann die Adsorption von Wasser auf dem Katalysator durch Verwendung gewisser Materialien, z.B. CaSO4 oder anderer wasserfreier Salze, die sich leicht hydratisieren lassen, begünstigt werden. Diese können sich auf der Oberfläche des Katalysators befinden oder zusammen mit dem Wasser zugesetzt werden.In some cases the adsorption of water on the catalyst can be promoted by using certain materials, for example CaSO 4 or other anhydrous salts, which can be easily hydrated. These can be on the surface of the catalyst or added together with the water.
, Beispiel, Example
Folgende öle wurden behandelt: öl A. Zwischen 121 und 260° C siedendes, hydriertes Leuchtöl mit einem Anilinpunkt von etwa 62,8° C, dem spezifischen Gewicht 0,7976 und dem Brechungsindex 1,4407 bei 20°.The following oils were treated: Oil A. Hydrogenated, boiling between 121 and 260 ° C Luminous oil with an aniline point of around 62.8 ° C, a specific gravity of 0.7976 and a refractive index 1.4407 at 20 °.
öl B. Unbehandcltes, paraffinisches Erdöl-Gasöl mit den folgenden Daten: Spezifisches Gewicht 0,8724, Bromzahl 1,25 Centigramm/g, Saybold-Sekunden-UniversalA^iskosität 34,4 bei 98,9° C, Viskositätsindex 67 und Schwefelgehalt 0,14 Gewichtsprozent. Destillationseigenschaften: Bei Normaldruck waren bei 315,5° C 5% und bei 3710C 90% abdestillicrt.oil B. Untreated, paraffinic petroleum gas oil with the following data: specific gravity 0.8724, bromine number 1.25 centigrams / g, Saybold Second Universal viscosity 34.4 at 98.9 ° C, viscosity index 67 and sulfur content 0 , 14 percent by weight. Distillation properties: At normal pressure were at 315.5 ° C and 5% at 371 0 C abdestillicrt 90%.
öl C. Leichter Rückstand aus Westtexas-Öl mit einem Anfangssiedepunkt von 2840C, von dem 50% bei 51O0C abdestilliert waren. Die Dichte betrug 0,9285, der Brechungsindex 1,5162 und der Schwefelgehalt 2,53%. Der Rückstand enthielt 0,001% Ni, 0,00244% V und 0,000296% Fe. Das Öl hat ein C: Η-Verhältnis von 7,43. Die verwendeten Katalysatoren waren Tonerde, Kieselerde—Tonerde und Platin-auf-Toncrde.were distilled off oil C. Slight residue from West Texas oil with an initial boiling point of 284 0 C, of which 50% at 51O 0 C. The density was 0.9285, the refractive index 1.5162 and the sulfur content 2.53%. The residue contained 0.001% Ni, 0.00244% V and 0.000296% Fe. The oil has a C: Η ratio of 7.43. The catalysts used were alumina, silica-alumina, and platinum-on-clay earth.
Tonerdekatalysatoren. Ein Überschuß an Ammoniakwasser 'wurde einer Aluminiumalkoholat-, lösung zugesetzt. Die das Toner dehydrosol als Schlamm enthaltende wäßrige Schicht wurde abgetrennt. Der Schlamm wurde bei 1210C getrocknet und 4 Stunden lang bei 593° C kalziniert. Das Produkt hatte eine Oberfläche von 100 bis 200 m2/g.Alumina catalysts. An excess of ammonia water was added to an aluminum alcoholate solution. The aqueous layer containing the toner dehydrosol as a slurry was separated. The slurry was dried at 121 0 C and calcined for 4 hours at 593 ° C. The product had a surface area of 100 to 200 m 2 / g.
Kieselerde-Tonerde-Katalysatoren. Ein Kieselerdehydrogel wurde in eine Aluminiumsulfatlösung getaucht, dann mit Ammoniak behandelt und anschließend sulfatfrei gewaschen. Das Produkt wurde getrocknet und 3 Stunden lang bei 649° C kalziniert. Seine Oberfläche betrug etwa 500 m2/g.Silica-alumina catalysts. A silica gel was immersed in an aluminum sulfate solution, then treated with ammonia and then washed free of sulfate. The product was dried and calcined at 649 ° C for 3 hours. Its surface area was about 500 m 2 / g.
Für die Katalysatorherstellung wird im Rahmen des vorliegenden Verfahrens kein Schutz beansprucht.No protection is claimed for the catalyst production in the context of the present process.
Platin-auf-Tonerde. Hierbei handelte es sich um einen im Handel erhältlichen Alkoholat-Tonerdc-Katalysator, der 0,6 Gewichtsprozent Platin und 0,6 Gewichtsprozent Chlor enthält. Der Katalysator wurde in Form von 4,76 · 3,17 mm großen Zylindern mit einer Oberfläche Von 300 m2/g und einer Porengröße von 50 bis 80 A verwendet. Diese Katalysatoren wurden mit Wasser getränkt, indem man eine bekannte Gewichtsmenge Wasser von einer bekannten Gewichtsmenge des zuvor beschriebenen Katalysators adsorbieren ließ. Ein luftgekühlter, mit natürlichem Uran betriebener und mit Graphit gebremster Forschungsreaktor wurde zur Bestrahlung dieser Proben verwendet. Dieser Atommeiler arbeitete zur Zeit der Experimente mit einer Gesamtleistung von 24 Megawatt, wobei an der Stelle, an der die öle bestrahlt wurden, die folgende Strahlungsverteilung erhalten wurde:Platinum-on-alumina. This was a commercially available alcoholate-alumina catalyst containing 0.6 percent by weight platinum and 0.6 percent by weight chlorine. The catalyst was used in the form of 4.76 x 3.17 mm cylinders with a surface area of 300 m 2 / g and a pore size of 50 to 80 Å. These catalysts were impregnated with water by allowing a known amount by weight of water to be adsorbed by a known amount by weight of the above-described catalyst. An air-cooled research reactor powered by natural uranium and braked with graphite was used to irradiate these samples. At the time of the experiments, this atomic pile was working with a total output of 24 megawatts, with the following radiation distribution being obtained at the point where the oils were irradiated:
Langsamer Neutronenfluß (0,03 eV)Slow neutron flux (0.03 eV)
= 2,5 · 1012 Neutronen/cm2/s schneller Neutronenfluß () IMeV)= 2.5 · 10 12 neutrons / cm 2 / s fast neutron flux () IMeV)
= 0,5 · 1012 Neutronen/cm2/s y-Strahlung = 1,7 · 10e Röntgen/h= 0.5 · 10 12 neutrons / cm 2 / s y radiation = 1.7 · 10 e X-rays / h
Der Kern des Reaktors bestand aus einem etwa 6-6-6m großen Graphitgitter mit horizontal in gleichmäßigen Abständen innerhalb des Reaktors angeordneten, sich von der Nord- zur Südflächc des Kerns erstreckenden aluminiumplattierten Uranstäben von 25 mm Durchmesser. Dieser Kern war von einer 1,52 m dicken Schutzwand aus Beton vollständig umgeben. Die öffnungen für die Aufnahme der Proben waren 10- 10 cm groß und horizontal und erstreckten sich durch die 1,52 m dicke Betonwand hiiidürch~und 3 m weit von der Kernaußenfläche in den Kohl'enstoffkern hinein. Die normalen Betriebstemperaturen in diesen öffnungen betrugen 121 bis 2040C.The core of the reactor consisted of a graphite grid about 6-6-6 m in size with evenly spaced horizontally within the reactor, extending from the north to the south surface of the core of aluminum-plated uranium rods with a diameter of 25 mm. This core was completely surrounded by a 1.52 m thick protective wall made of concrete. The openings for receiving the samples were 10-10 cm in size and horizontal and extended through the 1.52 m thick concrete wall through and 3 m from the outer surface of the core into the carbon core. The normal operating temperatures in these openings were 121 to 204 0 C.
Die Bestrahlung wurde auf die folgende Weise durchgeführt:The irradiation was carried out in the following way:
Drei 0,95-1-Proben wurden gleichzeitig bestrahlt, indem man sie in drei belüftete Aluminiumbehälter mit einem Durchmesser von 75 mm brachte, die auf einem horizontalen Aluminiumschlitten angeordnet waren. Die Entlüftungsrohre aus Aluminium erstreckten sich von der Dampfphase der Behälter aus dem Kern heraus und durch die Betonwand hindurch zu einem Probeaufnahmesystem,· in "dem Gase und kondensierbare Flüssigkeiten gemessen und gesammeltThree 0.95-1 samples were irradiated simultaneously by placing them in three ventilated aluminum containers with a diameter of 75 mm placed on a horizontal aluminum slide was. The aluminum vent tubes extended from the vapor phase of the containers the core out and through the concrete wall to a sample collection system, · in "the gases and condensable liquids measured and collected
ίο wurden. Die Proben wurden hergestellt, indem man den Beliälter mit den Feststoffen füllte, den Leerraum im Behälter evakuierte und das öl unter Ausnutzung des Vakuums in den Behälter saugte. Die Proben wurden dann mit gereinigtem Stickstoff durchgespült und während vorgesehener Stillegungen in den Reaktor eingeführt, jeweils 10 Tage lang bestrahlt und während der anschließenden Stillegung aus dem Meiler entfernt.ίο were. The samples were made by filled the hopper with the solids, the empty space evacuated in the container and sucked the oil into the container using the vacuum. Samples were then purged with purified nitrogen and placed in the reactor during scheduled shutdowns introduced, irradiated for 10 days each and during the subsequent shutdown from the Pile away.
Die Tabelle 1 gibt das Verhältnis von CH3- zuTable 1 gives the ratio of CH 3 - to
CH2-Gruppen in den bei der Bestrahlung des Öls A erhaltenen Produkten an.CH 2 groups in the products obtained on irradiation of oil A.
des Produktes
0C a - boiling range
of the product
0 C
auf Tonerde27 »/ 0 H 2 O
on clay
KatalysatorNo
catalyst
30 135 bis 171
171 bis 204
-18 bis 221
221 bis 315-18 to 135
30 135 to 171
171 to 204
-18 to 221
221 to 315
1,28
1,011.52
1.28
1.01
Tabelle 1 zeigt, daß die aus hydriertem Leuchtöl in Gegenwart von Wasser erhaltenen Produkte hochgradig verzweigt sind und eine große Menge an Iso-Verbindungen enthalten. Das Verhältnis von C Ii3: C H2 wurde durch nukleare magnetische Resonanz gemessen.Table 1 shows that the products obtained from hydrogenated luminous oil in the presence of water are highly branched and contain a large amount of iso-compounds. The ratio of C Ii 3 : CH 2 was measured by nuclear magnetic resonance.
Tabelle 2 zeigt, daß die Bestrahlung in Gegenwart eines adsorbiertes Wasser enthaltenden Katalysators die spezifische Wirkung hat, hochgradig ungesättigtes Crackmaterial zu ergeben, wie durch die hohen Bromzahlen gezeigt wird.Table 2 shows that the irradiation in the presence of a catalyst containing adsorbed water which has the specific effect of yielding highly unsaturated cracking material, such as by the high bromine numbers will be shown.
Es wurde ferner gefunden, daß die Gegenwart von Wasser auf dem Katalysator für die Bildung einer wesentlichen Menge sauerstoffhaltiger organischer Verbindungen (Säuren, Ester, Ketone) bei diesen niedrigen Temperaturen verantwortlich ist. Durch Tnfrarotanalyse wurde gefunden, daß, obgleich die Beschickungsströme keine sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffe enthielten, die verschiedenen Produktfraktionen jedoch wesentliche Mengen an solchen Ver-It was also found that the presence of water on the catalyst for the formation of a significant amount of oxygen-containing organic compounds (acids, esters, ketones) in these low temperatures is responsible. By infrared analysis it was found that, although the Feed streams did not contain oxygenated hydrocarbons, the various product fractions however, substantial amounts of such
•55 bindungen enthielten.• Contained 55 bonds.
Insbesondere enthielt das zwischen —18 und 315,5°C siedende Produkt (etwa. 13%.bezogen auf den Einsatz) der Bestrahlung des Öls A mit dem 27% Wasser enthaltenden Tonerdekatälysator etwa 20% Carbonylverbindungen, wie durch Infrarotanalyse gezeigt wurde. Diese Carbonylverbindungen wurden bei ohne Wasser durchgeführten Blindversuchen nicht festgestellt. Die Analyse des zwischen —18 und 315,5° C siedenden Produktes (etwa 10 Gewichtsprozent, be-.zogerTauf den Einsatz), das bei der Bestrahlung des Öls !B unter Verwendung eines aus Tonerde und 27 Gewichtsprozent Wasser bestehenden Katalysators erhalten wurde, zeigte gleichfalls etwa 20% Carbonylverbindungen, während bei Blindversuchen keine derartigen Verbindungen erhalten wurden.In particular, the product boiling between -18 and 315.5 ° C (about 13% based on feed) of irradiation of Oil A with the alumina catalyst containing 27% water contained about 20% carbonyl compounds, as shown by infrared analysis. These carbonyl compounds were not found in blank tests carried out without water. The analysis of the product boiling between -18 and 315.5 ° C (approx. 10 percent by weight, based on the use) which is produced when the oil is irradiated ! B using a catalyst consisting of alumina and 27 weight percent water also showed about 20% carbonyl compounds, while no such compounds were obtained in blank tests.
öl Boil B
öl Coil C
Temperatur, 0C Temperature, 0 C
Druck, kg/cm2 Pressure, kg / cm 2
Zeit, Tage Time, days
Katalysator catalyst
Volumenverhältnis Katalysator zu öl Anfängliches Wasser auf dem Katalysator . Umwandlung in Gas, GewichtsprozentVolume ratio of catalyst to oil Initial water on the catalyst. Conversion to gas, weight percent
bis 204
normalto 204
normal
10
Si10
Si
1 : keines 20%
7,91: none 20%
7.9
ProdukteProducts
Siedepunkt, 0C Boiling point, 0 C
Gewichtsprozent, bezogen auf Einsatz ...Percentage by weight, based on use ...
Aromaten, Volumprozent Aromatics, percent by volume
Olefine, Volumprozent Olefins, percent by volume
Gesättigte Verbindungen, Volumprozent..Saturated compounds, volume percentage.
Bromzahl Bromine number
Siedepunkt, 0C Boiling point, 0 C
Gewichtsprozent, bezogen auf Einsatz ...Percentage by weight, based on use ...
Aromaten, Volumprozent Aromatics, percent by volume
Olefine, Volumprozent Olefins, percent by volume
Gesättigte Verbindungen, Volumprozent..Saturated compounds, volume percentage.
Bromzahl Bromine number
-18 bis 221-18 to 221
14,814.8
12,312.3
72,972.9
3,05 b s 3433.05 b s 343
9,4
35,9
54,7
29,09.4
35.9
54.7
29.0
8,8 9,48.8 9.4
34,6 50,634.6 50.6
56,6 40,056.6 40.0
1,03 27,02)1.03 27.0 2 )
1J Kieselerde—Tonerde. 1 J silica-alumina.
2) Die bei der Bestrahlung des Gemischs aus öl B und Wasser erhaltene wäßrige Schicht zeigte einen Metallgehalt, der einer 2 ) The aqueous layer obtained when the mixture of oil B and water was irradiated showed a metal content that was one
36°/oigen Entfernung von Fc und einer geringen Entfernung von V und Ni aus dem Rückstand entsprach.36% removal of Fc and a slight removal of V and Ni from the residue.
177 bis 204
normal177 to 204
normal
1010
Si : Al!)
1 : 1Si: Al!)
1: 1
keines
1,2none
1.2
20%20%
-18 bis 315-18 to 315
8,0
24,1
30,4
45,5
318.0
24.1
30.4
45.5
31
2,6
21,8
42,7
37,5
362.6
21.8
42.7
37.5
36
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1057710XA | 1956-06-21 | 1956-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1057710B true DE1057710B (en) | 1959-05-21 |
Family
ID=22307686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEE14307A Pending DE1057710B (en) | 1956-06-21 | 1957-06-21 | Improved radiochemical hydrocarbon conversion process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1057710B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1145584B (en) * | 1960-01-22 | 1963-03-21 | Metallgesellschaft Ag | Process to increase the effectiveness of catalysts by means of radioactive rays |
-
1957
- 1957-06-21 DE DEE14307A patent/DE1057710B/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1145584B (en) * | 1960-01-22 | 1963-03-21 | Metallgesellschaft Ag | Process to increase the effectiveness of catalysts by means of radioactive rays |
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