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DE10054787A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Kohlenwasserstoff-Strömen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Kohlenwasserstoff-Strömen

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DE10054787A1
DE10054787A1 DE2000154787 DE10054787A DE10054787A1 DE 10054787 A1 DE10054787 A1 DE 10054787A1 DE 2000154787 DE2000154787 DE 2000154787 DE 10054787 A DE10054787 A DE 10054787A DE 10054787 A1 DE10054787 A1 DE 10054787A1
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DE
Germany
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hydrocarbons
ring aromatics
products
conversion
ring
Prior art date
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DE2000154787
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English (en)
Inventor
Karl Baur
Ulrike Wenning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
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Publication of DE10054787A1 publication Critical patent/DE10054787A1/de
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10G69/00Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C10G69/02Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
    • C10G69/06Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one step of thermal cracking in the absence of hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Bei der Verarbeitung von kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzstoffen, z. B. Erdöl, zu gasförmigen oder flüssigen Produkten, z. B. Olefinen oder Mineralölprodukten, durch Spaltung der Kohlenwasserstoffe und nachfolgende Fraktionierung der Spaltprodukte fallen Fraktionen an, die Mehr-Ring-Aromaten enthalten, welche bislang nicht verwertet werden können. Um auch diese Fraktionen einer Verwertung zuzuführen, wird vorgeschlagen, die Mehr-Ring-Aromaten zu Ein-Ring-Aromaten und/oder voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen zu konvertieren. Die Ein-Ring-Aromaten, z. B. Benzol und Toluol, können als Wertstoffe in der chemischen Industrie verwendet werden. Die voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffe können zur Spaltung zurückgeführt werden, wodurch beispielsweise die Ausbeute einer Olefinanlage erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen zu Produkten, z. B. Olefinen oder Mineralölprodukten, mit mindestens den Verfahrensschritten Spalten der Kohlenwasserstoffe und Fraktionieren der Spaltprodukte, wobei mindestens eine Fraktion anfällt, die Mehr-Ring-Aromaten enthält.
Ferner betrifft die Erfindung die genannte Bearbeitung im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Gewinnung von gasförmigen Kohlenwasserstoff-Produkten, insbesondere Olefinen, durch Dampfspalten (Steam-Cracken) von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen, z. B. Erdölfraktionen, in einem Spaltofen (Pyrolyseofen), wobei über eine Fraktionierung der Spaltprodukte aus dem Spaltofen neben gasförmigen Kohlenwasserstoffen auch schwerere Kohlenwasserstoffe gewonnen werden, die Mehr-Ring-Aromaten umfassen und als Schwerölfraktion und/oder Leichtölfraktion abgezogen werden.
Schließlich betrifft die Erfindung noch eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffe mit einer Spalteinrichtung zum Spalten der Kohlenwasserstoffe und einer Fraktioniereinrichtung zum Fraktionieren der Spaltprodukte unter Gewinnung zumindest einer Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion.
In der Mineralölindustrie und petrochemischen Industrie werden Kohlenwasserstoffe enthaltende Einsatzstoffe durch eine Reihe von Verfahrensschritten zu den gewünschten Produkten, insbesondere Mineralölprodukten, wie Benzin, Diesel und Ölen, oder Grundstoffen für die chemische Industrie, wie den Olefinen, Ethylen und Propylen, verarbeitet. Die wesentlichen Verfahrensschritte sind dabei das thermische oder katalytische Spalten (Cracken) größerer Kohlenwasserstoffe zu kleineren und die Fraktionierung der entstehenden Spaltprodukte beispielsweise in Destillationskolonnen. Bei dieser Fraktionierung fallen neben den gewünschten Produkten auch Fraktionen an, deren Verwertung bisher nur mit großem Aufwand oder gar nicht möglich war. Hierzu zählen insbesondere Fraktionen, die Mehr-Ring-Aromaten enthalten, welche nicht als Produkte verkauft werden können. Unter Mehr- Ring-Aromaten werden in der vorliegenden Patentanmeldung aromatische Kohlenwasserstoffe verstanden, die mindestens zwei Ringe aufweisen, von denen mindestens einer aromatisch ist. Der zweite Ring und/oder weitere Ringe kann/können aromatisch oder auch nicht aromatisch, z. B. naphtenisch, sein (Beispiel: Inden). Diese Fraktionen wurden bislang nur als Heizöl genutzt, d. h. sie wurden z. B. einfach in einem Heizofen verteuert, was nicht nur eine Verschwendung von Rohstoffen bedeutet, sondern unter Umständen auch Umweltprobleme durch bei der Verbrennung entstehende Schadstoffe mit sich bringt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Verwertung der Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß verfahrensseitig dadurch gelöst, dass die Mehr- Ring-Aromaten enthaltende Fraktion insgesamt oder nur ein Teil davon einer Weiterverarbeitung zu Wertstoffen zugeführt wird, wobei die Mehr-Ring-Aromaten zumindest teilweise zu Ein-Ring-Aromaten konvertiert werden, welche zumindest teilweise als Produkte verwertbar sind, und/oder teilweise zu voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen konvertiert werden, welche zur Spaltung zurückgeführt werden.
Auf diese Weise wird die Mehr Ring-Aromaten enthaltende Fraktion, welche bisher lediglich verheizt wurde, einer sinnvolleren Verwertung zugeführt. Einerseits kann diese Fraktion durch Konversion der Mehr-Ring-Aromaten zu Ein-Ring-Aromaten zu einem wertvollen Produktstrom umgewandelt werden, wobei die Ein-Ring-Aromaten z. B. als Wertstoffe an die chemische Industrie verkauft werden können. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, die Mehr-Ring-Aromaten zu BTX-Aromaten, also zu Benzol und/oder Toluol und/oder Xylol, zu konvertieren. Diese BTX-Aromaten werden insbesondere von der chemischen Industrie gerne nachgefragt. Andererseits bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, zumindest einen Teil der Mehr-Ring-Aromaten vollständig und/oder teilweise zu hydrieren und/oder zu kleineren Kohlenwasserstoffen zu cracken, wobei die entstehenden Stoffe zur Spaltung zurückgeführt werden. In diesem Falle liegt ebenfalls eine sinnvolle Verwertung der Mehr-Ring-Aromaten vor, da die voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffe wertvolle Einsatzstoffe für die Spaltung darstellen. Auf diese Weise kann die Ausbeute an den gewünschten Spaltprodukten durch Umwandlung von nichterwünschten Spaltprodukten und Rückführung zur Spaltung deutlich erhöht werden. Somit wird die Rohstoffausnutzung verbessert und die Entstehung von Abfallprodukten vermieden. Für die Variante, bei der die konvertierten Kohlenwasserstoffe zur Spaltung zurückgeführt werden, ist es besonders vorteilhaft, die Mehr-Ring-Aromaten zu ringförmigen voll- und/oder teilhydrierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere zu Tetralin und/oder Decalin und/oder Indan und/oder Hexahydroindan und/oder alkylierten Verbindungen davon, zu konvertieren. Eine noch bessere Ausbeute an erwünschten Spaltprodukten ist erreichbar, wenn die Mehr-Ring-Aromaten zu kleineren Kohlenwasserstoffen gecrackt werden. Beispielsweise können die Mehr-Ring-Aromaten zu n-Alkanen und/oder n-Alkenen (Olefinen) und/oder verzweigten Kohlenwasserstoffmolekülen gecrackt werden.
Mit besonderem Vorteil kann die genannte Bearbeitung im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Gewinnung von gasförmigen Kohlenwasserstoff-Produkten, insbesondere Olefinen, erfolgen. Bei derartigen Verfahren werden Kohlenwasserstoffe enthaltende Einsatzstoffe, z. B. Erdöl, Naphtha, Gasöl oder schwerere Einsätze, einer Dampfspaltung (Steam-Cracken) in einem Spaltofen (Pyrolyseofen) unterzogen. Über eine Fraktionierung der Spaltprodukte aus dem Spaltofen werden neben den gewünschten gasförmigen Kohlenwasserstoffen auch schwerere Kohlenwasserstoffe gewonnen. Während die gewünschten gasförmigen Kohlenwasserstoffe, z. B. Ethylen und Propylen, wertvolle Grundstoffe für die petrochemische Industrie, z. B. zur Kunststoffherstellung, darstellen, ist die Verwertung der schwereren Kohlenwasserstoffe ein bislang nicht zufriedenstellend gelöstes Problem. Bei sog. Olefinanlagen zu Herstellung von Grundstoffen für die chemische Industrie stellen die Schweröl- und Leichtölfraktionen, die unter anderem Mehr-Ring-Aromaten enthalten, Abfallprodukte dar, die entsorgt werden müssen. Bisher wurden diese Fraktionen lediglich zu Heizzwecken genutzt. Mit der Erfindung wurde nun eine Möglichkeit geschaffen, diese Fraktionen einer sinnvolleren Verwertung zuzuführen. Hierzu wird zumindest ein Teil der Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Schwerölfraktion und/oder Leichtölfraktion einer Weiterverarbeitung zu Wertstoffen zugeführt, wobei die Mehr-Ring-Aromaten zumindest teilweise zu Ein-Ring-Aromaten konvertiert werden, welche zumindest teilweise als Produkte verwertbar sind, und/oder zumindest teilweise zu voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen konvertiert werden, welche in den Spaltofen zurückgeführt werden.
Bevorzugt werden solche Fraktionen der genannten Weiterverarbeitung zugeführt, welche überwiegend Zwei-Ring-Aromaten enthalten. Unter Zwei-Ring-Aromaten sind solche Kohlenwasserstoffe zu verstehen, die zwei Ringe aufweisen, von denen einer aromatisch ist, während der andere aromatisch oder auch nicht aromatisch (z. B. Inden) sein kann. Hier ist insbesondere das beispielweise bei der Fraktionierung in Olefinanlagen anfallende Pyrolysegasöl zu nennen. Bisher existierten keine Verfahren zur Verwertung des Pyrolysegasöl. Das Pyrolysegasöl wurde lediglich verbrannt, also nur als minderwertiger Brennstoff genutzt. Das Pyrolysegasöl setzt sich hauptsächlich aus Zwei-Ring-Aromaten wie z. B. Naphthalin, Alkylnaphthaline, Inden und Alkylindene zusammen. In geringer Konzentration sind auch Drei- bis Fünf-Ring-Aromaten vorhanden. Entsprechend der Erfindung wird das Pyrolysegasöl zu nutzbaren Kohlenwasserstoffen abgebaut, in dem das bei der Fraktionierung anfallende Pyrolysegasöl insgesamt oder nur ein Teil davon der genannten Weiterverarbeitung zu Wertstoffen zugeführt wird. Auf diese Weise werden entweder wertvolle Produkte gewonnen, die an die chemische Industrie verkauft werden können (Ein-Ring-Aromaten) oder die konvertierten Kohlenwasserstoffe werden als Einsatzstoffe für den Spaltofen wieder in die Olefinanlage zurückgeführt.
Der Abbau der Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion, insbesondere des Pyrolysegasöls, erfolgt vorzugsweise katalytisch. Dabei wird bevorzugt Wasserstoff zugegeben. Als Katalysatoren können alle zum Hydrocracken (hydrierende Spaltung) bekannten und geeigneten Katalysatoren verwendet werden. Durch die Wahl des konkreten Katalysators und die Wahl der Verfahrensbedingungen können die Einsatzstoffe gezielt zu verschiedenen Produkten bzw. Produktspektren umgesetzt werden. Besonders bevorzugt werden bifunktionelle Katalysatoren eingesetzt, die ein Cracken und/oder eine Hydrierung der Mehr-Ring-Aromaten bewirken. Die bifunktionellen Katalysatoren weisen einen crack-aktiven Träger und mindestens eine Hydrierkomponente auf. Trägermaterialien sind beispielsweise Zeolithe (Zeolith-Y, Faujasit, ZSM-5, usw.), Aluminiumoxid (Alumina) oder modifiziertes Aluminiumoxid. Als Hydrierkomponenten eignen sich z. B. Pt, Pd, Ni, W, Mo, Co, V, Rh, Ru, Ir, Os, Cu, Fe, Zn, Ga oder In. Die Metalle können einzeln oder in Kombination als Elemente, Legierungen, Oxide, Sulfide oder metallorganische Verbindungen vorliegen. Die Hydrierfunktion des Katalysators wirkt (neben der gewünschten Hydrierung) dem Verkoken des Katalysators entgegen. Um schwefelhaltige Einsätze ohne vorige Entschwefelung zu verarbeiten, eignen sich insbesondere Katalysatoren auf Metallsulfidbasis als Hydrierkomponente.
Die katalytische Behandlung wird vorzugsweise bei einem Druck zwischen 10 und 200 bar, insbesondere zwischen 30 und 150 bar, besonders bevorzugt zwischen 50 und 100 bar und einer Temperatur zwischen 200 und 600°C, insbesondere zwischen 250 und 500°C durchgeführt.
Die Wahl des konkreten Katalysators und der Betriebsparameter beeinflussen die Produktzusammensetzung. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob die Reaktion überwiegend zu Teil- oder Vollhydrierung oder zum Cracken der Kohlenwasserstoffe führt. Das Trägermaterial beeinflusst die Selektivität und das Produktspektrum beim Cracken. BTX-Aromaten werden bevorzugt bei niedrigem Druck erzeugt (< 100 bar); höherer Druck begünstigt das Cracken. Bei niedriger Temperatur wird hauptsächlich (teil-)hydriert. Temperaturerhöhung führt zu Vollhydrierung und/oder Cracken. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das durch die katalytische Behandlung erzeugte Produktspektrum gezielt eingestellt. Dies bedeutet, dass das Mengenverhältnis der als Produkte verwertbaren Monoaromaten zu den zur Spaltung zurückgeführten voll- und/oder teilhydrierten Kohlenwasserstoffen gezielt durch die Wahl des Drucks und/oder der Temperatur bei der katalytischen Behandlung eingestellt wird. Auf diese Weise kann eine bedarfsgerechte Verwertung der Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion erreicht werden. Sofern die Nachfrage nach Ein-Ring-Aromaten, z. B. BTX-Aromaten zunimmt, kann durch Variation der Betriebsbedingungen, insbesondere von Druck und Temperatur, die katalytische Behandlung so eingestellt werden, dass vermehrt Ein-Ring-Aromaten erzeugt werden. Verringert sich die Nachfrage nach Ein-Ring-Aromaten, kann das Produktspektrum in Richtung auf teil- und/oder vollhydrierte Kohlenwasserstoffe, die als Einsatzstoffe zur Spaltung zurückgeführt werden, verschoben werden. So kann auf sich verändernde Marktbedingungen spontan reagiert werden, so dass stets eine optimale Verwertung der Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion, insbesondere des Pyrolysegasöls, sichergestellt ist.
Die katalytische Behandlung kann in einer Stufe oder in mehreren Stufen durchgeführt werden. Aus z. B. Exothermiegründen kann es günstig sein, den Prozess in zwei oder mehrere Stufen aufzuteilen, so dass z. B. bei milderen Bedingungen zuerst hauptsächlich hydriert und bei schärferen Bedingungen in einer späteren Stufe gecrackt wird. Auch die Anwendung einer Kombination von zwei oder mehreren Katalysatoren ist möglich. Beispielsweise können verschiedene Katalysatoren in den unterschiedlichen Stufen oder Schichtungen oder Mischungen der Katalysatoren innerhalb einer Stufe verwendet werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird die katalytische Behandlung zum Abbau weiterer unerwünschter Stoffe eingesetzt. Beispielsweise kann gleichzeitig mit dem Abbau der Mehr-Ring-Aromaten eine Entschwefelung und/oder Entstickung, d. h. ein Abbau schwefelhaltiger und/oder stickstoffhaltiger Komponenten erfolgen.
Eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen weist eine Spalteinrichtung zum Spalten der Kohlenwasserstoffe und eine Fraktioniereinrichtung zum Fraktionieren der Spaltprodukte unter Gewinnung zumindest einer Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion auf. Eine solche Vorrichtung kann z. B. eine Raffinerie oder eine Olefinanlage darstellen. Die Spalteinrichtung ist zweckmäßigerweise als Spaltofen, der auch als Pyrolyseofen bezeichnet wird, ausgebildet. Als Fraktioniereinrichtungen kommen beispielsweise Destillationskolonnen in Betracht. Vorzugsweise stellt die Vorrichtung eine Olefinanlage mit einem als sog. Steamcracker ausgebildeten Spaltofen dar. In dem Steamcracker werden die in beispielsweise flüssigen Einsätzen, wie Naphtha, Gasöl oder schwereren Einsätzen enthaltenen Kohlenwasserstoffe einer Dampfspaltung unter Zumischen von Wasser und/oder Wasserdampf unterzogen.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass der Fraktioniereinrichtung eine Konversionseinrichtung zum Konvertieren der Mehr-Ring-Aromaten zu Ein-Ring-Aromaten und/oder voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen nachgeschaltet ist. Die Konversionseinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen bifunktionellen Katalysator mit einem crack-aktiven Träger und mindestens einer Hydrierkomponente auf. Der crack-aktive Träger ist zweckmäßigerweise ein Zeolith oder Aluminiumoxid, während die Hydrierkomponente ein Metall oder eine Metallverbindung ist. Gegebenenfalls ist es auch zweckmäßig, für das Cracken und Hydrieren verschiedene Katalysatoren zu verwenden.
Über eine Rückführleitung steht die Konversionseinrichtung vorzugsweise mit der Spalteinrichtung in Verbindung. Auf diese Weise können die in der Konversionseinrichtung gewonnenen voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffe zur Spalteinrichtung zurückgeführt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Konversionseinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet, die mit Druck- und Temperatursensoren, sowie Druck- und Temperatureinstellorganen an der Konversionseinrichtung in Wirkverbindung steht. Dadurch wird eine gezielte Beeinflussung des in der Konversionseinrichtung gewonnen Produktspektrums (Ein-Ring-Aromaten, voll-/teilhydrierte und/oder gecrackte Kohlenwasserstoffe) ermöglicht.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in der Steuerungseinrichtung ein Steuerungsprogramm installiert, das durch Steuerung von Druck und/oder Temperatur der Konversionseinrichtung eine gezielte Einstellung des Mengenverhältnisses von gewonnenen Ein-Ring-Aromaten zu gewonnenen voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen erlaubt. Dieses Steuerungsprogramm kann auch in die gesamte Steuerung z. B. der Olefinanlage integriert sein, um durch gezielte Rückführung von voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen einen optimalen Betrieb der Olefinanlage zu gewährleisten.
Um beispielsweise auf Nachfrageschwankungen bezüglich der als Wertstoffe gewonnenen Ein-Ring-Aromaten spontan reagieren zu können, ist der Konversionseinrichtung vorteilhafterweise eine Konversionsproduktverteileinrichtung nachgeschaltet, die einerseits mit einer Endproduktabgabeeinrichtung und andererseits mit der Rückführleitung zur Spalteinrichtung verbindbar ist, so dass die Konversionsprodukte aus der Konversionseinrichtung durch Umschalten der Konversionsproduktverteileinrichtung auf die Endproduktabgabeeinrichtung oder die Rückführleitung verteilbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Konversionseinrichtung eine Fraktioniereinrichtung zum Fraktionieren der Konversionsprodukte aus der Konversionseinrichtung nachgeschaltet. Auf diese Weise kann bei katalytischer Erzeugung eines Produktspektrums dieses nach einzelnen Produkten fraktioniert werden, welche getrennten Verwertungswegen zugeführt werden können.
Die Erfindung eignet sich für den Einsatz in allen Anlagen, in denen kohlenwasserstoffhaltige Einsatzstoffe zunächst gespalten und die entstehenden Spaltprodukte dann fraktioniert werden. Hierunter fallen insbesondere Olefinanlagen zur Produktion von Ethylen/Propylen aus Einsätzen wie Naphtha, Gasöl oder schweren Einsätzen, sowie Raffinerien zur Herstellung von Mineralölprodukten wie Kraftstoffen, z. B. Diesel, Benzin und Kerosin. Mit besonderem Vorteil kann die Erfindung bei Olefinanlagen eingesetzt werden, bei denen durch Fraktionierung der Spaltprodukte ein Pyrolysegasöl anfällt, welches bisher nicht verwertet werden konnte.
Die beschriebene katalytische Behandlung eignet sich prinzipiell für alle Stoffströme, die einkernige oder mehrkernige Aromaten enthalten. Beispielsweise können die in Mineralölprodukten, z. B. Diesel oder Benzin, unerwünschten aromatischen Bestandteile auf diese Weise abgebaut und/oder entfernt werden.
Mit der Erfindung sind eine Reihe von Vorteilen verbunden:
Die bei der Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen in den genannten Anlagen anfallenden Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktionen sind nicht mehr auf eine Verwendung als minderwertiger Brennstoff beschränkt, wie dies bisher beispielsweise für Pyrolysegasöl der Fall war. Statt dessen werden Produkte gewonnen, die an sich einen Wert darstellen (z. B. für die Aromatenchemie) oder im vorhandenen Spaltofen als Einsatz hoch bewertet werden (Bewertung vergleichbar mit Naphtha). Rohstoffe werden also besser ausgenutzt. Insgesamt bietet die Erfindung eine integrierte Lösung, so dass beispielsweise eine Olefinanlage rückstandsfrei arbeiten kann.
Durch Variation der Prozessbedingungen können an einer Anlage je nach Bedarf unterschiedliche Produkte erzeugt werden. Wird ein Produkt wie z. B. BTX-Aromaten zeitweilig nicht mehr gewünscht, kann beispielsweise durch Erhöhung des Druck/Temperatur-Verhältnisses ein Abbau zu Kohlenwasserstoffen erfolgen, die sich als Einsatzstoffe für den Spaltofen eignen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:
In dem Ausführungsbeispiel ist die katalytische Behandlung eines Einsatzes beschrieben, der die wesentlichen Bestandteile eines in einer Olefinanlage anfallenden Pyrolysegasöls aufweist.
Der Einsatz besteht aus 15 G% Naphthalin, 15 G% Inden und 70 G% n-Dekan. Dieser Einsatz wird einer katalytischen Behandlung mit einem handelsüblichen bifunktionellen Katalysator mit der Bezeichnung Baylith HC-10 der Bayer AG unterzogen. Der Katalysator weist als crack-aktiven Träger ein Zeolith Y auf, während als Hydrierkomponente Nickel-Molybdän (NiMo) dient. Vor Versuchsbeginn wurde der Katalysator sulfidiert. Der Katalysator wurde mit einem VHSV-Wert (volume hourly space velocity: ml/ml.h) von 0,5 h-1 betrieben. Es wurde ein Verhältnis von Wasserstoff zu flüssigem Einsatz von 1,5 Nl H2 zu 1 ml flüssigem Einsatz eingestellt.
In der Tabelle sind die Produktspektren aufgelistet, die bei der katalytischen Behandlung des genannten Einsatzes bei unterschiedlichen Verfahrensbedingungen entstehen. Die Versuche wurden jeweils bei 50 bar und 314°C, 50 bar und 486°C sowie 100 bar und 488°C durchgeführt. Die Angaben in der Tabelle beziehen sich auf die Flüssigphase des Produkts (Hauptanteil).
Ausführungsbeispiel
Baylith HC-10

Claims (20)

1. Verfahren zur Verarbeitung von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen zu Produkten, z. B. Olefinen oder Mineralölprodukten, mit mindestens den Verfahrensschritten Spalten der Kohlenwasserstoffe und Fraktionieren der Spaltprodukte, wobei mindestens eine Fraktion anfällt, die Mehr-Ring-Aromaten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehr-Ring-Aromaten enthaltende Fraktion insgesamt oder nur ein Teil davon einer Weiterverarbeitung zu Wertstoffen zugeführt wird, wobei die Mehr-Ring-Aromaten zumindest teilweise zu Ein-Ring-Aromaten konvertiert werden, welche zumindest teilweise als Produkte verwertbar sind, und/oder zumindest teilweise zu voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen konvertiert werden, welche zur Spaltung zurückgeführt werden.
2. Verfahren zur Gewinnung von gasförmigen Kohlenwasserstoff-Produkten, insbesondere Olefinen, durch Dampfspalten (Steamcracken) von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen, z. B. Erdölfraktionen, in einem Spaltofen (Pyrolyseofen), wobei über eine Fraktionierung der Spaltprodukte aus dem Spaltofen neben gasförmigen Kohlenwasserstoffen auch schwerere Kohlenwasserstoffe gewonnen werden, die Mehr-Ring-Aromaten umfassen und als Schwerölfraktion und/oder Leichtölfraktion abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Schwerölfraktion und/oder Leichtölfraktion einer Weiterverarbeitung zu Wertstoffen nach Anspruch 1 zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine überwiegend Zwei-Ring-Aromaten enthaltende Fraktion zumindest teilweise der Weiterverarbeitung zu Wertstoffen nach Anspruch 1 zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fraktionierung anfallendes Pyrolysegasöl insgesamt oder nur ein Teil davon der Weiterverarbeitung zu Wertstoffen nach Anspruch 1 zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehr-Ring-Aromaten zu BTX-Aromaten, also zu Benzol und/oder Toluol und/oder Xylol, konvertiert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehr-Ring-Aromaten zu ringförmigen voll- und/oder teilhydrierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere Tetralin und/oder Decalin und/oder Indan und/oder Hexahydroindan, konvertiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehr-Ring-Aromaten zu kleineren Kohlenwasserstoffen, insbesondere zu Alkanen und/oder Alkenen (Olefinen) gecrackt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehr-Ring-Aromaten enthaltende Fraktion einer katalytischen Behandlung mit mindestens einem bifunktionellen Katalysator unterzogen wird, der ein Cracken und/oder eine Hydrierung der Mehr-Ring-Aromaten bewirkt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein bifunktioneller Katalysator mit einem crack-aktiven Träger, insbesondere einem Zeolith oder Aluminiumoxid, und mindestens einer Hydrierkomponente, insbesondere einem Metall oder einer Metallverbindung, verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Behandlung bei einem Druck zwischen 10 und 200 bar, insbesondere zwischen 30 und 150 bar, besonders bevorzugt zwischen 50 und 100 bar, und einer Temperatur zwischen 200 und 600°C, insbesondere zwischen 250 und 500°C, durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch Variation von Druck- und/oder Temperatur bei der katalytischen Behandlung eine gezielte Einstellung des Mengenverhältnisses der als Produkte verwertbaren Ein-Ring-Aromaten zu den zur Spaltung zurückgeführten voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen erfolgt.
12. Vorrichtung zur Verarbeitung von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen mit einer Spalteinrichtung zum Spalten der Kohlenwasserstoffe und einer Fraktioniereinrichtung zum Fraktionieren der Spaltprodukte unter Gewinnung zumindestens einer Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Fraktion, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktioniereinrichtung eine Konversionseinrichtung zum Konvertieren der Mehr-Ring-Aromaten zu Ein-Ring-Aromaten und/oder voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen nachgeschaltet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionseinrichtung über eine Rückführleitung mit der Spalteinrichtung in Verbindung steht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Konversionseinrichtung mindestens einen bifunktionellen Katalysator mit einem crack-aktiven Träger und mindestens einer Hydrierkomponente aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der crack-aktive Träger ein Zeolith oder Aluminiumoxid ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrierkomponente ein Metall oder eine Metallverbindung ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Konversionseinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die mit Druck- und Temperatursensoren sowie Druck- und Temperatureinstellorganen an der Konversionseinrichtung in Wirkverbindung steht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungseinrichtung ein Steuerungsprogramm installiert ist, das durch Steuerung von Druck und Temperatur der Konversionseinrichtung eine gezielte Einstellung des Mengenverhältnisses von gewonnenen Ein-Ring-Aromaten zu gewonnenen voll- und/oder teilhydrierten und/oder gecrackten Kohlenwasserstoffen ermöglicht.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Konversionseinrichtung eine Konversionsproduktverteileinrichtung nachgeschaltet ist, die einerseits mit einer Endproduktabgabeeinrichtung und andererseits mit der Rückführleitung zur Spalteinrichtung verbindbar ist, so dass die Konversionsprodukte aus der Konversionseinrichtung durch Umschalten der Konversionsproduktverteileinrichtung auf die Endproduktabgabeeinrichtung oder die Rückführleitung verteilbar sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Konversionseinrichtung eine Fraktioniereinrichtung zum Fraktionieren der Konversionsprodukte aus der Konversionseinrichtung nachgeschaltet ist.
DE2000154787 2000-11-04 2000-11-04 Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Kohlenwasserstoff-Strömen Ceased DE10054787A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150077508A (ko) * 2013-12-27 2015-07-08 재단법인 포항산업과학연구원 방향족 탄화수소의 연속 제조 방법 및 장치
EP2770040A3 (de) * 2013-02-26 2017-12-06 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Bio-Kohlenwasserstoffen
CN109657640A (zh) * 2018-12-29 2019-04-19 佛山市云米电器科技有限公司 一种能根据使用食材进行健康等级划分的油烟机

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