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-StrömenInfo
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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.
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.
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).
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000154787 DE10054787A1 (de) | 2000-11-04 | 2000-11-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Kohlenwasserstoff-Strömen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000154787 DE10054787A1 (de) | 2000-11-04 | 2000-11-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Kohlenwasserstoff-Strömen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10054787A1 true DE10054787A1 (de) | 2002-06-06 |
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ID=7662191
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|---|---|---|---|
| DE2000154787 Ceased DE10054787A1 (de) | 2000-11-04 | 2000-11-04 | Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Mehr-Ring-Aromaten enthaltenden Kohlenwasserstoff-Strömen |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE10054787A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
2000
- 2000-11-04 DE DE2000154787 patent/DE10054787A1/de not_active Ceased
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|---|---|---|---|---|
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| KR102112623B1 (ko) | 2013-12-27 | 2020-05-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 방향족 탄화수소의 연속 제조 방법 및 장치 |
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