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DE3246680A1 - METHOD FOR HYDRO-METALIZING A LIQUID HYDROCARBON MATERIAL - Google Patents

METHOD FOR HYDRO-METALIZING A LIQUID HYDROCARBON MATERIAL

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Publication number
DE3246680A1
DE3246680A1 DE19823246680 DE3246680A DE3246680A1 DE 3246680 A1 DE3246680 A1 DE 3246680A1 DE 19823246680 DE19823246680 DE 19823246680 DE 3246680 A DE3246680 A DE 3246680A DE 3246680 A1 DE3246680 A1 DE 3246680A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
slurry
metals
dipl
hydrocarbon material
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823246680
Other languages
German (de)
Inventor
Alan G. 94530 El Cerrito Calif. Bridge
David F. 94611 Oakland Calif. Strahorn
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.)
Chevron USA Inc
Original Assignee
Chevron Research and Technology Co
Chevron Research Co
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chevron Research and Technology Co, Chevron Research Co filed Critical Chevron Research and Technology Co
Publication of DE3246680A1 publication Critical patent/DE3246680A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/243Tubular reactors spirally, concentrically or zigzag wound
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/107Atmospheric residues having a boiling point of at least about 538 °C

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

A *A *

Verfahren zur Hydroentmetallisierung eines flüssigen Kohlenwasserstoffmateriala Process for hydrodetallization of a liquid hydrocarbon material

Die Erfindung betrifft die katalytische Hydroentmetallisierung von Kohlenwasserstoffölen/ insbesondere flüssigen Erdölrückständen oder Schieferölen/ die erhebliche Mengen an gelösten Metallen und Schwefel enthalten. 5The invention relates to catalytic hydrodemetallization of hydrocarbon oils / especially liquid petroleum residues or shale oils / which contain significant amounts of dissolved metals and sulfur. 5

Die atmosphärische Destillation oder Vakuumdestillation von rohem Erdöl liefert ein Residuum (Bodenrückstand), das erhebliche Mengen an Asphaltenen und anderen Kohlen- . Wasserstoffen, die oberhalb ungefähr 3150C (6000P) sieden, Schwefel sowie gelöste Metallverunreinigungen enthält, in ähnlicher Weise enthält Schieferöl hochsiedende Kohlenwasserstoffe und oft erhebliche Mengen an gelösten Metallen. Es ist wichtig, zur weiteren Verarbeitung des Kohlenwasserstoffgehalts des Residuums seine hochsiedenden Materialien in wirtschaftlich attraktive niedrigersiedende Kohlenwasserstof fmaterialien umzuwandeln. Desgleichen wird Schieferöl weiter verarbeitet, um seine Ausbeute an den gewünschten niedrigsiedenden Materialien zu maximieren. In der US-PS 3 558 474 wird ein repräsentatives Verfahren beschrieben, bei dessen Durchführung Vanadinsulfid in einem schweren Residuum aufgeschlämmt, worauf in Gegenwart von Wasserstoff erhitzt wird. Bei der Durchführung dieses Verfahrens bewirkt der Katalysator drei Reaktionen, und zwar reagiert er zuerst mit den Metallen und anderen Verunreinigungen oder absorbiert diese physikalisch, zweitens katalysiert er die Umwandlung von Schwefel zu Schwefelwasserstoff und drittens bewirkt er die gewünschten KohlenwasserstoffUmwandlungen. Dieses EinstufenverfahrenThe atmospheric distillation or vacuum distillation of crude oil provides a residue (soil residue) that contains significant amounts of asphaltenes and other coal. Hydrogen that boil above about 315 0 C (600 0 P) contains sulfur as well as dissolved metal contaminants, similarly shale oil contains high boiling hydrocarbons and often significant amounts of dissolved metals. It is important to further process the hydrocarbon content of the residual by converting its high boiling materials to economically attractive lower boiling hydrocarbon materials. Shale oil is also processed further to maximize its yield of the desired low boiling point materials. US Pat. No. 3,558,474 describes a representative process which, when carried out, slurries vanadium sulfide in a heavy residue, followed by heating in the presence of hydrogen. In carrying out this process, the catalyst causes three reactions, first it reacts or physically absorbs the metals and other impurities, second, it catalyzes the conversion of sulfur to hydrogen sulfide, and third, it effects the desired hydrocarbon conversions. This one-step procedure

ist jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet. Die Metallverunreinigungen neigen zu einer Entaktivierung der Akti- . vität des Katalysators bezüglich der anderen zwei Reaktionen/ und die Schwefelverunreinigungen neigen zu einer Entaktivierung der Aktivität des Katalysators für die Kohlenwasserstoff Umwandlungsreaktionen. Um dem gegenzuwirken, muß man die Reaktionstemperatur erhöhen, was zu Ausbeuteverlusten führt, oder große Überschüsse an relativ teurem Katalysator verwenden.however, has significant disadvantages. The metal impurities tend to deactivate the active. vity of the catalyst in relation to the other two reactions / and the sulfur impurities tend to be deactivated the activity of the catalyst for the hydrocarbon conversion reactions. To counter this, one must increase the reaction temperature, which leads to yield losses, or large excesses of relatively expensive Use a catalyst.

Man hat erkannt, daß es von Vorteil ist, diese Reaktionen getrennt durchzuführen. Hastings et al. beschreiben in ihrem Artikel "Demetallization Cuts Desulfurization Costs" in "The Oil and Gas Journal", 30. Juni 1975 auf den Seiten 122 - 130, daß gute Ergebnisse erhalten werden, wenn ein Dreistufenverfahren aus einer Entmetaliisierung, anschließender Entschwefelung und darauffolgender Kohlenwasserstoffumwandlung durchgeführt wird. Eine ähnliche Lehre ist den US-PS'en 3 767 569 und 3 975 259 zu entnehmen. Diese beschreiben die gleichzeitige Entmetallisierung und Entschwefelung von Residua, während die US-PS 3 841 996 ein Umlaufverfahren für die katalytische Hydfoentschwefelung und Hydrocrackung eines Residuums zum Inhalt hat. Die zuletzt genannte US-PS schlägt eine Vorbehandlung zur ■ Entfernung von Metallen vor, diese Vorbehandlung erfolgt jedoch nur wahlweise in der Weise, daß die Entmetallisierung gegebenenfalls in dem Umlaufsystem ausgeführt wird. Die US-PS 3 975 259 und 4 214 997 beschreiben die Verwendung von Aufschlämmungen von Katalysatorteilchen, insbesondere Aufschlämmungen aus kolloidalen Katalysatorteilchen, um verschiedene Hydroprocessing-Reaktionen durch-, zuführen. Diese kolloidalen Teilchen sind natürlich nurIt has been recognized that it is advantageous to carry out these reactions separately. Hastings et al. describe in her article "Demetallization Cuts Desulfurization Costs" in The Oil and Gas Journal, June 30, 1975 on the pages 122-130 that good results are obtained when a three-step process from demetalization, subsequent Desulfurization and subsequent hydrocarbon conversion is carried out. Similar teaching is found in U.S. Patents 3,767,569 and 3,975,259. These describe the simultaneous demetallization and desulfurization of residues, while US Pat. No. 3,841,996 contains a recycle process for the catalytic hydrofluorization and hydrocracking of a residue. The last-mentioned US-PS proposes a pretreatment for the ■ removal of metals, this pretreatment takes place but only optionally in such a way that the demetallization is optionally carried out in the circulation system. U.S. Patents 3,975,259 and 4,214,997 describe the use of slurries of catalyst particles, in particular Slurries of colloidal catalyst particles, to carry out various hydroprocessing reactions. These colloidal particles are natural only

sehr schwer aus dem Reaktionsprodukt zu entfernen.very difficult to remove from the reaction product.

Bei der Durchführung einer Dekontaminierungsreaktion, wie einer Hydroentmetallisierung, bietet ein Chargenverfahren oder ein Festbettverfahren mit einer behinderten Strömung (fixed bed plug-flow process) Vorteile.. Bei der Durchführung-dieser beiden Verfahren liegt das Endprodukt in Form eines weitgehendst dekontaminierten Materials in der Reaktionszone vor. Im Falle einer kontinuierlich arbeitenden, mit einem Rührer versehenen Rückmischreaktionszone liegt das Endprodukt lediglich in Form eines Gleichgewichtsproduktes vor, wobei.neu hinzukommende Verunreinigte Beschickung mit dem dekontaminierten Reaktionsprodukt im Gleichgewicht steht. Dies ist natürlich in den Situationen ungünstig, in denen das nichtentfernte Metall die Katalysatoren für die Entschwefelungsreaktion und/oder die Kohlenwasserstoffumwandlungsreaktion entaktivieren kann. Das Chargenverfahren ist im Hinblick auf die möglichen Durchsätze in einer Großraffinerie uninteressant. In ähnlicher Weise sind Festbettverfahren mit behinderter Strömung für eine Behandlung von rohen Residua nicht zweckmäßig, da das vordere Ende'des Bettes schnell mit Metallen, Schwefel, Koks, Salzen oder ähnlichen Feststoffen verstopft wird, die sich in diesen Destillationsrückständen finden oder darin gebildet werden.When carrying out a decontamination reaction, like a hydrodetallization, offers a batch process or a fixed bed process with a disabled Flow (fixed bed plug-flow process) advantages .. This lies in the implementation of these two processes End product in the form of a largely decontaminated material in the reaction zone. In the case of one continuously working backmixing reaction zone equipped with a stirrer, the end product is only in the form of an equilibrium product, with newly added contaminated feed containing the decontaminated reaction product is in balance. This is of course inconvenient in those situations where the not removed Metal deactivate the catalysts for the desulfurization reaction and / or the hydrocarbon conversion reaction can. The batch process is of no interest with regard to the possible throughputs in a large refinery. Similarly, constrained flow fixed bed processes are useful for treating crude residues not useful, because the front end of the bed quickly with metals, sulfur, coke, salts or the like Clogs solids found in or formed in these still bottoms.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten katalytischen Hydroentmetallisierungsverfahrens zur Verarbeitung von mit Metallen kontaminierten Erdölmaterialien einschließlich Erdölresidua und Schieferölen, welches in der Lage ist, (a) in wirksamer Weise Metalle bis zu niedrigen Gehalten zu entfernen, (b) eine kontinuierliche Verfahrensweise ermöglichen und (c) eine einfache Isolation des entmetallisierten Produktes von dem Entmetallisierungskatalysator zu ermöglichen.The object of the invention is to create an improved catalytic hydrodetallization process for Processing of petroleum materials contaminated with metals including petroleum residues and shale oils, which is capable of (a) efficiently removing metals down to low levels, (b) a continuous one Allow procedure and (c) a simple isolation of the demetallized product from the Allow demetallization catalyst.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem Patentanspruch gelöst. This object is achieved by the invention according to the patent claim.

Durch die Erfindung wird demgemäß ein Verfahren zur katalytischen Hydroentmetallisierung eines Erdölmaterials, ausgewählt aus Schieferölen und Residua, die eine erhebliche Menge an Materialien enthalten, die oberhalb 315°C (6000F) sieden und ferner 0,5 bis 10 Gew.-% organischen Schwefel und 20 bis 2000 ppm (bezogen auf das Gewicht) Metalle enthalten, geschaffen. Dieses Verfahren besteht darin, das Ausgangsmaterial mit gasförmigem Wasserstoff in einer Menge, die minimal oberhalb der Sättigungsmenge liegt, und einen festen Entmetallisierungskatalysator, der als mikroporös charakterisiert werden kann und eine gleichmäßige zwischen 0,05 und 0,3 mm (50 bis 300 mesh) liegende Teilchengröße aufweist, unter Bildung einer dreifachen Aufschlämmung zu vermischen, die Aufschlämmung in einem gerührten Zustand durch eine längliche rohrförmige Reaktionszone, die mit Innenrissen versehen ist (plug flow) zu schicken und derart ausgestaltet ist, daß eine Aufschlämmungsgeschwindigkeit zwischen 0,3 und 4,5 m/s (1,0 bis 15 ft/sec) erzielt wird, wobei diese Aufschlämmungsgeschwindigkeit dazu ausreicht, die festen Katalysatorteilchen in Suspension zu halten und eine mittlere Aufschlämmungsverweilzeit in der Reaktionszone von 1,5 bis 15 min bei einer Temperatur von 400 bis 48O0C (750 bis 9000F) aufrechtzuerhalten. Der Ablauf aus der Reaktionszone wird in eine Feststoff-Katalysator-enthaltende Phase und eine Feststoff-Katalysator-freie entmetallisierte Produktphase aufgetrennt.The invention provides a process for catalytic hydrodemetallization of a crude oil material selected from shale oils and residua that include a substantial amount of material boiling above 315 ° C (600 0 F) and further comprises from 0.5 to 10 wt .-% is accordingly organic Sulfur and 20 to 2000 ppm (by weight) metals. This process consists in treating the starting material with gaseous hydrogen in an amount that is minimally above the saturation amount, and a solid demetallization catalyst, which can be characterized as microporous and a uniform between 0.05 and 0.3 mm (50 to 300 mesh) lying particle size, to mix to form a triple slurry, to send the slurry in a stirred state through an elongated tubular reaction zone which is provided with internal cracks (plug flow) and is designed such that a slurry velocity between 0.3 and 4, 5 m / s (1.0 to 15 ft / sec) is achieved, this slurry rate being sufficient to keep the solid catalyst particles in suspension and an average slurry residence time in the reaction zone of 1.5 to 15 minutes at a temperature of 400 to Maintain 48O 0 C (750 to 900 0 F). The effluent from the reaction zone is separated into a solid-catalyst-containing phase and a solid-catalyst-free demetallized product phase.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wirdWhen carrying out the method according to the invention

der Metallgehalt des Materials um einen Faktor um wenigstens 5 gegenüber dem ursprünglichen Wert von 20 bis 2000 · ppm (bezogen auf das Gewicht) auf 0 bis 40 ppm (bezogen auf das Gewicht) vermindert.
5
the metal content of the material is reduced by a factor of at least 5 from the original value of 20 to 2000 ppm (based on weight) to 0 to 40 ppm (based on weight).
5

Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail by means of the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Aktivität von 2 Hydro-. entmetallisiefungskatalysatoren als Funktion der Zeit;Fig. 1 is a graphic representation of the activity of 2 hydro. demetallization catalysts as a function of time;

Fig. 2 ein Fließbild eines erfindungsgemäßen Hydroentmetallisierungsverfahrens; Fig. 2 is a flow diagram of a hydrodemetallizing process according to the invention;

Fig. 3 teilweise im Schnitt eine andere Reaktorausgestaltung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.3 shows, partly in section, another reactor configuration which is used for carrying out the inventive Process is suitable.

Kohlenwasserstoffausgangsmaterialien, die in vorteilhafter Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden können, enthalten erhebliche Mengen an Metallen, beispielsweise 20 bis 2000 ppm (bezogen auf das Gewicht) Metalle, vorzugsweise 75 bis 1500 ppm (bezogen auf das Gewicht) Metalle und insbesondere 100 bis 1000 ppm (bezogen auf das Gewicht) Metalle. Diese Metalle liegen im allgemeinen als in der Kohlenwasserstoffbeschickung lösliche organoraetallische Verbindungen vor. Die vorliegenden Metalle bestehen im allgemeinen in erster Linie aus Nickel und Vanadin, es kann sich jedoch auch beispielsweise um Eisen, Kupfer und Arsen handeln. Die Mengen und Mengenverhältnisse der Metalle schwanken in Abhängigkeit von der Art des Kohlenwasserstof fausgangsmaterials. Ist das Ausgangsmaterial ein Erdölresiduum, dann enthält es Nickel und Vanadin als Haupt-Hydrocarbon feedstocks that are advantageous in Way to be treated by the method according to the invention can contain significant amounts of metals, for example 20 to 2000 ppm (based on weight) metals, preferably 75 to 1500 ppm (based on weight) Metals and especially 100 to 1000 ppm (by weight) metals. These metals are generally as organo-metallic compounds soluble in the hydrocarbon feed. The present metals exist generally primarily composed of nickel and vanadium, but it can also be, for example, iron, copper and Trade arsenic. The amounts and proportions of the metals vary depending on the type of hydrocarbon starting material. If the starting material is a petroleum residue, then it contains nickel and vanadium as the main

- ίο -- ίο -

metal!verunreinigungen/ wobei diese Materialien in Mengen von 50 bis 2000 ppm (bezogen auf das Gewicht) und insbesondere in Mengen von 75 bis 1500 ppm (bezogen auf das Gewicht) vorliegen. Ist das Ausgangsmaterial ein . Schieferöl/ dann ist Arsen die häufigste Verschmutzung und liegt in Mengen von 20 bis ungefähr 200 ppm (bezogen auf das Gewicht) und insbesondere in Mengen von 20 bis 150 ppm (bezogen auf das Gewicht) vor.metal! impurities / with these materials in abundance from 50 to 2000 ppm (based on weight) and in particular in amounts from 75 to 1500 ppm (based on the weight) are available. Is the source material a. Shale oil / then arsenic is the most common pollution and is in amounts from 20 to about 200 ppm (by weight) and especially in amounts from 20 to 150 ppm (based on weight).

Gemäß einer ersten Ausführungsform besteht das eingesetzte Ausgangsmaterial aus einem atmosphärischen Petroleumresiduum oder einem Vakuumpetroleumresiduum, d. h., es handelt sich um das Bodenprodukt einer atmosphärischen Destillation oder einer Vakuumdestillation eines rohen Erdöls. Derartige Materialien zeichnen sich dadurch aus, daß sie in einer erheblichen Menge Materialien enthalten, die oberhalb 315°C (6000F) sieden, und außerdem erhebliche Mengen an organischem Schwefel, wie beispielsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, enthalten. Diese ErdÖlresidua, die als Ausgangsmaterialien verwendet werden, können gegebenenfalls zuvor verarbeitet worden sein, beispielsweise können sie zur Entfernung von Salzen gewaschen worden sein.According to a first embodiment, the starting material used consists of an atmospheric petroleum residue or a vacuum petroleum residue, ie it is the bottom product of an atmospheric distillation or a vacuum distillation of a crude oil. Such materials are characterized in that they contain in a substantial amount of material boiling above 315 ° C (600 0 F) and also substantial amounts of organic sulfur, such as 0.5 to 10 wt .-%, of. These petroleum residues, which are used as starting materials, may optionally have been processed beforehand, for example they may have been washed to remove salts.

Die Residuumbeschickungsmaterialien können vorher einer Entasphaltierungsbehandlung unterzogen werden. Ohne eine derartige Behandlung können sie bis zu 50 Volumenprozent Asphaltine enthalten.The residue feed materials may be previously subjected to a deasphalting treatment. Without one such treatment may contain up to 50 percent by volume asphaltins.

Werden die Beschickungsmaterialien zuvor einer Entasphaltierungsbehandlung unterzogen, beispielsweise einer Lösungsmittelentasphaltierung, wie z. B. einer Propanentasphaltierung, dann kann ihr Asphaltingehalt im allgemeinen aufThe feed materials are previously subjected to a deasphalting treatment subjected, for example, a solvent deasphalting, such as. B. a propane deasphalting, then their asphalt content can increase in general

erheblich weniger als 10 Volumenprozent und oft auf praktisch Null herabgesetzt werden. Die Entasphaltierung setzt jedoch nicht den Gehalt an Metallverunreinigungen in dem entasphaltierten öl auf geeignete Gehalte herab.considerably less than 10 percent by volume and often reduced to practically zero. The deasphalting however, does not set the level of metal impurities in the deasphalted oil to appropriate levels down.

Beispiele für geeignete Beschickungsmaterialien sind die 315°C (600°F)+-Residua und Schieferöle, die in der Tabelle I zusammengefaßt sind. In der Tabelle I sind ferner repräsentative Metallgehalte aufgeführt, wie sie im allgemeinen in jedem dieser Beschickungsmaterialien festgestellt werden.Examples of suitable feed materials are the 315 ° C (600 ° F) + residuals and shale oils shown in the table I are summarized. In Table I, representative metal contents are also listed, as they are in general can be found in each of these feed materials.

Tabelle ITable I.

Beschickungsmaterial und spezifisches ■ Gewicht, ° API _____Charging material and specific ■ weight, ° API _____

Metallgehalt, ppm, bezogenMetal content, ppm based

auf das Gewichton weight

. Nickel plus Andere BeVanadin standteile. Nickel plus other BeVanadin components

Vakuumresiduum eines Arabian Heavy Crude Oil, 4,6°Vacuum residual of an Arabian Heavy Crude Oil, 4.6 °

Vakuumresiduum eines Venezuelan Crude Oil, 10,9°Vacuum residual of a Venezuelan Crude Oil, 10.9 °

Vakuumresiduum eines California Crude Oil, 5,4°
Vakuumresiduum eines Iranian Heavy Crude Oil, 6,3°
Vacuum residual of California Crude Oil, 5.4 °
Vacuum residual of an Iranian Heavy Crude Oil, 6.3 °

Atmosphärisches Residuum eines Iranian Heavy Crude Oil, 14,4 °Atmospheric residual of an Iranian Heavy Crude Oil, 14.4 °

Atmosphärisches Residuum eines Arabian Heavy Crude Oil, 11,5°Atmospheric residual of an Arabian Heavy Crude Oil, 11.5 °

Schiefere! I, 18,8 - 19,7° Schieferöl II, 20,2°Slate! I, 18.8-19.7 ° Shale Oil II, 20.2 °

220220

666666

294294

462462

224224

124124

28 Arsen 33 Arsen28 Arsenic 33 Arsenic

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Bei dem zur Durchführung der erfindungsgemäßen Hydroent1-metallisierungsreaktion eingesetzten Katalysator handelt es sich um ein festes, in Form von Einzelteilchen vorliegendes Material. Die Teilchengröße sollte gleichmäßig innerhalb eines Bereiches von 0,05 und 0,30 mm (50 bis 300 mesh) liegen, d. h., daß die Katalysatorteilchen gleichmäßig durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,30 mm hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,05 mm zurückgehalten werden sollten. Vorzugsweise sind die Teilchen gleichmäßige Teilchen innerhalb eines Bereiches von 0,05 bis 0,20 mm und insbesondere 0,07 bis 0,15 mm (70 bis 250 mesh bzw. 100 bis 200 mesh). Katalysatorteilchen innerhalb dieses Bereiches sind insofern vorteilhaft, als sie klein genug sind, um in dem Kohlenwasserstoffbeschickungsmaterial, das behandelt werden soll, suspendiert und zu einer Aufschlämmung verarbeitet werden zu können, wobei sie jedoch groß genug sind, um vollständig aus dem behandelten Produkt durch herkömmliches Zentrifugieren, Filtrieren oder dgl. wiedergewonnen werden zu können. Ferner bietet diese Teilchengröße Vorteile insofern, als die Teilchen in preisgünstiger Weise durch Sprühtrocknungsmethoden hergestellt werden können, daß sie große Oberfläche:Masse-Verhältnisse aufweisen und sehr hohe Metallabsorptionsgrade ermöglichen. Grade von bis zu 50 bis 150 % des ursprünglichen Katalysatorgewichts können festgestellt werden. Darüber hinaus sind Katalysatorteilchen dieser Größe bezüglich der Wasserstoffverwertung wirksamer als die größeren Teilchen, die in Festbettentmetallisierungssystemen benötigt werden.The catalyst used to carry out the hydrent 1 metallization reaction according to the invention is a solid material in the form of individual particles. The particle size should be uniformly within a range of 0.05 and 0.30 mm (50 to 300 mesh), that is, the catalyst particles pass evenly through a sieve with a mesh size of 0.30 mm and on a sieve with a clear mesh size Mesh size of 0.05 mm should be retained. Preferably the particles are uniform particles within a range of 0.05 to 0.20 mm, and more preferably 0.07 to 0.15 mm (70 to 250 mesh and 100 to 200 mesh, respectively). Catalyst particles within this range are advantageous in that they are small enough to be suspended and slurry in the hydrocarbon feedstock to be treated, but large enough to be completely removed from the treated product by conventional centrifugation , Filtration or the like. Can be recovered. Furthermore, this particle size offers advantages in that the particles can be produced in an inexpensive manner by spray drying methods, that they have large surface area: mass ratios and enable very high degrees of metal absorption. Levels of up to 50 to 150% of the original catalyst weight can be detected. In addition, catalyst particles of this size are more effective in hydrogen utilization than the larger particles required in fixed bed demetallation systems.

Die Teilchen mit gleichmäßiger Größe sind vorzugsweise mikroporös. Im Falle von größeren Teilchen, beispiels-The uniformly sized particles are preferred microporous. In the case of larger particles, for example

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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weise Pellets mit einer Größe von 1,3 bis 3,0 mm (4 bis 16 mesh) besteht oft ein Bedarf an einer makroporösen Struktur, die hier nicht erforderlich ist. In vorteilhafter Weise weist der Katalysator eine innere Oberfläche von wenigstens 100 m2/g und vorzugsweise 200 bis 1500 m2/g und in ganz besonders bevorzugter Weise zwischen 300 und 1200 mVg auf.As pellets of 1.3 to 3.0 mm (4 to 16 mesh) in size, there is often a need for a macroporous structure, which is not required here. The catalyst advantageously has an internal surface area of at least 100 m 2 / g and preferably 200 to 1500 m 2 / g and, in a very particularly preferred manner, between 300 and 1200 mVg.

Es werden zwei allgemeine Klassen von Katalysatoren in geeigneter Weise verwendet. Die erste Klasse besteht aus auf einem Träger abgeschiedenen, aus Nichtedelschwermetallen bestehenden Sorptionskatalysatoren, wobei der. Träger aus irgendeinem inerten Träger bestehen kann, beispielsweise einem organischen Oxid oder einem kieselsäureartigen Träger oder Aktivkohle oder dgl., wobei die gewünschten Metalle auf der Oberfläche abgeschieden sind. Derartige Träger bestehen beispielsweise aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid-Aluminiumoxid, Siliziumdioxid-Magnesiumoxid, Siliziumdioxid-Boroxid, Titanoxid, Zirkonoxid und Aktivkohle. Die Metalle können aus den Gruppen VI und VIII des Periodischen Systems der Elemente ausgewählt werden und bestehen beispielsweise aus Nickel, Wolfram, Molybdän, Kobalt oder dgl. oder Mischungen davon. Eisen und Vanadin sind ebenfalls geeignete Metalle. Die Metal-Ie liegen im allgemeinen als Oxide oder Sulfide vor. Herkömmliche bekannte auf einem Träger abgeschiedene Hydroprocessingkatalysatoren, wie NiMo, NiW, CoMo oder CoW auf Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid-Aluminiumoxid oder Aktivkohle können verwendet werden. Andere Beispiele für auf einem Träger abgeschiedene Metallkatalysatoren sind NiFe, NiCo oder NiV. Die Menge an Metall auf dem Katalysator muß nicht hoch sein. Metallmengen von 1 % oder weniger, bezogen auf das Gesamtkatalysatorgewicht, liefernTwo general classes of catalysts are suitably used. The first class consists of deposited on a carrier, made of base heavy metals existing sorption catalysts, the. Support can consist of any inert support, for example an organic oxide or a silicic acid-like carrier or activated carbon or the like., With the desired Metals are deposited on the surface. Such carriers consist, for example, of aluminum oxide, Silica-alumina, silica-magnesia, silica-boron oxide, titanium oxide, zirconium oxide and activated carbon. The metals can be selected from groups VI and VIII of the Periodic Table of the Elements are and consist for example of nickel, tungsten, molybdenum, cobalt or the like. Or mixtures thereof. iron and vanadium are also suitable metals. The Metal-Ie are generally in the form of oxides or sulfides. Conventionally known supported hydroprocessing catalysts, like NiMo, NiW, CoMo or CoW on aluminum oxide or silicon dioxide-aluminum oxide or Activated charcoal can be used. Other examples of supported metal catalysts are NiFe, NiCo or NiV. The amount of metal on the catalyst need not be high. Amounts of metal of 1% or less, based on the total catalyst weight

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

gute Ergebnisse. Wenn auch Mengen von bis zu 10 oder 15
Gew.-% oder mehr verwendet werden können und in den Rahmen der Erfindung fallen/ so bietet der Einsatz derartiger Mengen keine Vorteile/ sondern ist sogar vielmehr
nachteilig im Hinblick auf die höheren Kosten und die geringere Entmetallisierungskapazitat.
good results. Even if amounts of up to 10 or 15
% By weight or more can be used and fall within the scope of the invention / so the use of such amounts offers no advantages / but is even rather
disadvantageous with regard to the higher costs and the lower demetallization capacity.

Der zweite Typ von Katalysatoren, der zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, besteht
The second type of catalyst that is used to carry out
of the method according to the invention is suitable, consists

aus nichtmetallischen Sorptionskatalysatoren mit einer
großen Oberfläche. Diese Katalysatoren können aus den
vorstehend erwähnten Trägern bestehen, auf deren Oberfläche absichtlich keine Metalle abgeschieden sind. Diese
Materialien sind für die Entmetallisierungsreaktion wirksam. Man nimmt mit Sicherheit an, daß diese Materialien
nach einem Selbstkatalyseverfahren arbeiten. Sie zeigen
anfänglich eine niedrige Entmetallisierungsaktivitat,
nachdem sie jedoch kleine Mengen an Metall absorbiert haben, steigt ihre Aktivität an. Diese Katalysatoraktivität-Zeit-Beziehung geht graphisch aus der Fig. 1 hervor,
made of non-metallic sorption catalysts with a
large surface. These catalysts can be made from
Above mentioned supports exist, on the surface of which no metals are deliberately deposited. These
Materials are effective for the demetallization reaction. It is believed with certainty that these materials
work according to a self-catalysis process. they show
initially a low demetallization activity,
however, after absorbing small amounts of metal, their activity increases. This catalyst activity-time relationship is shown graphically from FIG. 1,

welche das Ausmaß der Absorption von Metall aus einem Metall enthaltenden Erdölbeschickungsmaterial als Funktion der Zeit im Falle von zwei Katalysatoren wiedergibt. Der erste Katalysator, und zwar der Katalysator A, ist einwhich is the extent of absorption of metal from a metal-containing petroleum feed as a function the time in the case of two catalysts. The first catalyst, namely Catalyst A, is a

auf einem Träger abgeschiedener Metall enthaltender Katalysator. Wie ersichtlich ist, zeigt er eine anfängliche
hohe Aktivität, die allmählich im Verlaufe der Verwendung abfällt, wobei eine Vergiftung und eine Beladung mit dem Metall aus dem Ausgangsmaterial erfolgt. Der zweite Katalysator, und zwar der Katalysator B, ist ein metallfreier Katalysator. Er besitzt nur eine niedrige anfängliche
Aktivität, die mit der Metallabscheidung zunimmt. Nachdem
metal-containing catalyst deposited on a carrier. As can be seen, it shows an initial one
high activity, which gradually declines in the course of use, with poisoning and loading with the metal from the starting material. The second catalyst, Catalyst B, is a metal-free catalyst. He only has a low initial
Activity that increases with metal deposition. After this

eine erhebliche Beladung, beispielsweise in einem Ausmaß von 1 %, erzielt worden ist, beginnt dieses Material wie ein zuvor beladener Katalysator zu wirken und zeigt einen allmählichen Abfall der Aktivität im Verlaufe seines Ein-Satzes. a substantial loading, for example to the extent of 1%, has been achieved, this material begins as a previously loaded catalyst to act and shows a gradual decrease in activity over the course of its on-set.

Bevorzugt erfindungsgemäß eingesetzte Katalysatoren sind diejenigen mikroporösen Katalysatoren auf der Basis von Aktivkohle, Aluminiumoxid oder Äluminiumoxid-Siliziumdioxid, die gegebenenfalls zugesetzte Metalle enthalten. Katalysatoren auf der Basis von Aktivkohle werden am meisten bevorzugt. Aktivkohle bietet erhebliche Kostenvorteile. Sie ist selbst billig und ermöglicht eine billige Wiedergewinnung von Metallen durch Verbrennung. Besonders bevorzugte Katalysatoren bestehen aus Aktivkohle ohne zugesetztes Metall sowie aus Aktivkohle, die bis zu 1 Gew.-% CoMo, CoW, NiW, NiMo oder NiV trägt.Catalysts used in accordance with the invention are preferred those microporous catalysts based on activated carbon, alumina or alumina-silica, which may contain added metals. Activated carbon based catalysts are most preferred. Activated carbon offers considerable cost advantages. It is cheap in itself and allows cheap reclamation of metals by combustion. Particularly preferred catalysts consist of activated carbon without any added Metal as well as activated carbon, which carries up to 1% by weight CoMo, CoW, NiW, NiMo or NiV.

Die Fig. 2 zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens, gemäß welchem eine Kohlenwasserstoffbeschikkung, in diesem Falle ein Arabisches Schwerölresiduum, das 250 ppm Metalle und 5 Gew.-% Schwefel enthält und gegebenenfalls zuvor entsalzen und/oder entasphaltiert worden ist, der Hydroentmetallisierungseinheit durch die Leitung 11 und mittels der Pumpe 12 zugeleitet wird. In Form von Einzelteilchen vorliegender frischer Katalysator wird dem ölausgangsmaterial durch die Leitung 14 zugeführt. Der Katalysator ist eine Aktivkohle mit einer Teilchengröße von 0,07 bis 0,15 mm und besitzt einen mittleren Porendurchmesser von ungefähr 4,0 nm und eine Oberfläche von 500 bis 750 mz/g. Der Auffrischkatalysator wird in einer Menge von ungefähr 0,071 bis 1,42 1 und vorzugsweise unge-2 shows a flow diagram of the process according to the invention, according to which a hydrocarbon charge, in this case an Arabian heavy oil residue, which contains 250 ppm of metals and 5% by weight of sulfur and has optionally previously been desalted and / or deasphalted, is passed through the hydrodetallization unit Line 11 and is fed by means of the pump 12. Fresh catalyst in the form of individual particles is fed to the oil starting material through line 14. The catalyst is an activated carbon with a particle size of 0.07 to 0.15 mm and a mean pore diameter of approximately 4.0 nm and a surface area of 500 to 750 m 2 / g. The make-up catalyst is used in an amount of approximately 0.071 to 1.42 liters, and preferably approximately

fähr 0,042 bis ungefähr 0,071 1 und insbesondere 0,283 1 pro Barrel des ölausgangsmaterials (0,0025 bis 0,05,' 0,005 bis 0,0025 bzw. 0,01 cubic feet per barrel) zugesetzt. Der feste Katalysator wird durch Katalysatoraufgabetrichter 15 und 16 zugeführt, wobei einer verschlossen ist und über die Katalysatorbeschickungsleitung 17 gefüllt wird, während der andere die Leitung 14 versorgt. Der sich in Einsatz befindliche Aufgabetrichter steht unter erhöhtem Druck, so daß das Beschickungsmaterial nicht zurückgeblasen wird. Der Druck wird in zweckmäßiger Weise durch Wasserstoff aufrechterhalten, der von der .Wasserstoff zuführleitung 19 durch die Katalysatoraufgabetrichterdruckleitung 20 erzeugt wird. Die erhaltene öl/Katalysator- Auf schlämmung wandert durch die Leitung 21, wird mit ungefähr 2/3 Barrel pro Barrel Rezyklisierungskatalysatoraufschlämmung, die über die Leitung 41 zugeführt wird, unter Bildung.einer gewöhnlich aus zwei Phasen bestehenden Reaktorbeschickungsaufschlämmung, die selbst aus ungefähr 1/8 bis 1/2 und insbesondere 1/6 bis 2/5 und vorzugsweise ungefähr 1/3 Volumen festem Katalysator und zum Rest aus flüssigem öl besteht, vermischt. Dies entspricht einem Feststoff:Flüssigkeits-AusgangsmaterialVolumenverhältnis von 1:7 bis 1:1 und insbesondere 1:5 bis 2:3 und vorzugsweise ungefähr 1:2. Diese Mischung wird durch die Aufschlämmungspumpe 22 gepumpt, mit weiterem Wasserstoff (bis zu insgesamt zugesetztem Wasserstoff von ungefähr 7080 bis 42480 und insbesondere 14150 1/Barrel der ölbeschickung), der über die Leitung 19 zugeführt wird, zur Gewinnung der erforderlichen drei Phasen Peststoff-Flüssigkeit-Gas-Aufschlämmung vermischt und auf ungefähr 400 bis 48O0C und vorzugsweise ungefähr 430 bis 4800C und irisbesondere ungefähr 4400C in dem Beschickungserhitzer 24 er-from about 0.042 to about 0.071 liters, and especially 0.283 liters, per barrel of the oil feedstock (0.0025 to 0.05, 0.005 to 0.0025 and 0.01 cubic feet per barrel, respectively). The solid catalyst is fed through catalyst feed funnels 15 and 16, one of which is closed and is filled via the catalyst feed line 17, while the other feeds the line 14. The feed hopper that is in use is under increased pressure so that the feed material is not blown back. The pressure is expediently maintained by hydrogen which is generated from the hydrogen feed line 19 through the catalyst feed hopper pressure line 20. The resulting oil / catalyst slurry travels through line 21, is mixed with approximately 2/3 barrels per barrel of recycle catalyst slurry fed via line 41 to form a usually two phase reactor feed slurry which itself is approximately 1/3 8 to 1/2 and in particular 1/6 to 2/5 and preferably about 1/3 volume of solid catalyst and the remainder of liquid oil, mixed. This corresponds to a solid: liquid: starting material volume ratio of 1: 7 to 1: 1 and in particular 1: 5 to 2: 3 and preferably approximately 1: 2. This mixture is pumped through the slurry pump 22, with further hydrogen (up to a total of added hydrogen of about 7080 to 42480 and especially 14150 1 / barrel of the oil feed) supplied via line 19 to produce the required three phase pesticide liquid -Gas slurry mixed and heated to about 400 to 480 0 C and preferably about 430 to 480 0 C and iris especially about 440 0 C in the feed heater 24

hitzt. Die erhitzte Mischung wird kontinuierlich dem länglichen rohrförmigen Reaktor 25 über die Leitung 26 unter einem Druck von ungefähr 73 bis 201 atü und vorzugsweise 110 bis 183 atü zugeführt. Die Länge des Reaktors 25 ist derartig bemessen, daß eine mittlere Aufschlämmung sverweilzeit von ungefähr 1,5 bis ungefähr 15 min und vorzugsweise ungefähr 2,5 bis ungefähr 10 min aufrechterhalten wird. Die Durchmesser der Rohre in dem Reaktor 25 ist derart bemessen, daß eine mäßige lineare Aufschlämmungsgeschwindigkeit von 0,3 bis 4,5 m/s und vorzugsweise 0,6 bis 3,0 m/s aufrechterhalten wird. Derartige Geschwindigkeiten sind hoch genug, um· eine Teilchensedimentation auf einem Minimum zu halten, jedoch niedrig genug, um die Reaktorwanderosion und die Katalysatorzersetzung zu Feinteilchen auf einem Minimum zu halten. Die Metalle in der Beschickung werden auf dem Katalysator in dem Reaktor 25 absorbiert. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Reaktor 25 verschiedene statische oder aktive Mischeinrichtungen zur Begünstigung einer Kar talysatordispersion und einer Wasserstoffauflösung in dem Beschickungsmaterial aufweisen. Das entmetallisierte Produkt wird aus dem Reaktor 25 durch die Leitung 26 dem Ausfällgefäß 27 zugeleitet, in welchem restlicher Wasserstoff entfernt und über Kopf über die Leitung 29 abgezogen wird, Die Menge an restlichem Wasserstoff kann klein sein, da die ursprünglich zugesetzte Menge im allgemeinen derartig gesteuert wird, daß sie nicht erheblich den Bedarf übersteigt. Dies erfolgt aus zwei Gründen, und zwar erstens um Verluste auf einem Minimum zu halten und zweitens, um eine maximale Flüssigkeitsfüllung in den Reaktoren zu gewährleisten. Der überschüssige Wasserstoff kann verworfen werden, wird jedoch entweder rezykliert oder für weitere Verarbeitungszwecke eingesetzt. Das Bodenprodukt inheats. The heated mixture is continuously fed to the elongated tubular reactor 25 via line 26 supplied under a pressure of about 73 to 201 atmospheres and preferably 110 to 183 atmospheres. The length of the reactor 25 is sized so that an average slurry residence time of about 1.5 to about 15 minutes, and preferably about 2.5 to about 10 minutes. The diameters of the pipes in the Reactor 25 is sized to have a moderate linear slurry velocity of 0.3 to 4.5 m / s and preferably 0.6 to 3.0 m / s is maintained. Such Velocities are high enough to keep particle sedimentation to a minimum, however low enough to prevent reactor wall erosion and catalyst decomposition to keep fine particles to a minimum. The metals in the feed are on the Catalyst absorbed in the reactor 25. As can be seen from Fig. 3, the reactor 25 can be various static or active mixing devices to favor a card catalyst dispersion and a hydrogen dissolution in the Have charge material. The demetallized product is discharged from reactor 25 through line 26 to the precipitation vessel 27 fed in, in which residual hydrogen is removed and drawn off overhead via line 29, The amount of residual hydrogen can be small since the amount originally added is generally such is controlled so that it does not significantly exceed requirements. This is done for two reasons, firstly to keep losses to a minimum and, secondly, to ensure maximum liquid filling in the reactors. The excess hydrogen can be discarded, but is either recycled or used for further use Processing purposes used. The soil product in

der Ausfälleinrichtung besteht aus einer Aufschlämmung aus entmetallisiertem öl und Katalysator und wird durch die Leitung 30 dem Katalysatortrennhydroklon 31 zugeleitet. In dem Hydroklon 31 wird eine leichte Phase aus öl und bis zu ungefähr 100 ppm (bezogen auf das Gewicht) Kata lysator durch die Leitung 32 dem Filter 34 zugeleitet, wo der restliche Katalysator abgetrennt wird und ein im wesentlichen katalysatorfreies entmetallisiertes (gewöhnlich weniger als 20 ppm Metall) ölproduktfiltrat zurückbleibt, das durch die Leitung 35 abgezogen und gewöhnlich einem weiteren Hydroprocessing, wie einer Hydroentschwefelung oder Hydroumwandlung in bekannter Weise, unterzogen wird. Das in dem Hydroklon 31 gebildete schwere Produkt ist ein an Katalysator angereichertes Produkt, das durch die Leitung 36 abgezogen und einem zweiten Hydroklon 37 zugeführt wird. In dem Hydroklon 37 wird das mit Katalysator angereicherte Produkt in eine kohlenwasserstoffreiche Fraktion, die der Leitung 26 über die.Leitung 39 zugeführt wird, und in eine Katalysatorkonzentratfraktion, die durch die Leitung 41 abgezogen und der Leitung 21 zugeführt wird, aufgetrennt. Ein Teil der Katalysatorkonzentratfraktion wird aus der Leitung 41 durch die Leitung 42 entfernt, mit dem in dem Filter 34 gewonnenen Katalysator vereinigt, der durch die Leitung 44 zugeführt wird, und dem Dekantiergefäß 45 zugeführt, in welchem ungefähr 0,071 bis ungefähr 1,42 1 Katalysator pro Barrel ölbeschickungsmaterial durch die Leitung 46 abgezogen und ge-.gebenenfalls verworden werden, jedoch vorzugsweise zur Gewinnung des Metallgehaltes durch nichtgezeigte Maßnahmen behandelt werden. Die flüssige Phase, die in dem Dekantiergefäß 45 anfällt, wird der Beschxckungsleitung 11 durch die Leitung 47 und die Rezyklierungspumpe 49 zugeleitet.the failure device consists of a slurry of demetallized oil and catalyst and is fed through line 30 to the catalyst separation hydroclone 31. In the hydroclone 31 there is a light phase of oil and up to about 100 ppm (by weight) kata lysator fed through the line 32 to the filter 34, where the remaining catalyst is separated and an im leaving substantially catalyst-free demetallized (usually less than 20 ppm metal) oil product filtrate; that is withdrawn through line 35 and usually to further hydroprocessing such as hydrodesulphurisation or hydroconversion in a known manner. The heavy product formed in the hydroclone 31 is a catalyst-enriched product that is withdrawn through line 36 and a second hydroclone 37 is supplied. In the hydroclone 37, the catalyst-enriched product is converted into a hydrocarbon-rich fraction which is transferred to line 26 via line 39 is fed, and in a catalyst concentrate fraction, which is withdrawn through line 41 and fed to line 21 is separated. A portion of the catalyst concentrate fraction is taken from line 41 through line 42 removed, combined with the catalyst recovered in the filter 34, which is fed through the line 44, and fed to the decanter 45 in which approximately 0.071 to about 1.42 liters of catalyst per barrel of oil feedstock withdrawn through line 46 and, if necessary, used, but preferably for recovery the metal content can be treated by measures not shown. The liquid phase that is in the decanter 45 occurs, the loading line 11 is through the line 47 and the recycling pump 49 are fed.

Die Katalysatorteilchen mit einer Größe von 0,05 bis 0,3 mm ermöglichen die bequeme Verwendung einer Vielzahl alternativer Feststoff/Flüssigkeits-Trennvorrichtungen zur Katalysatorwiedergewinnung, beispielsweise den Einsatz einfacher Filter, Absetzvorrichtungen oder dgl. Diese Einheiten können ohne Abweichen von der Erfindung durch andere Einheiten oder Maßnahmen ersetzt sein. In ähnlicher Weise können dann, wenn andere metallverunreinigte Beschickungsmaterialien eingesetzt werden, entsprechende Änderungen der Arbeitsbedingungen durchgeführt werden.The catalyst particles 0.05 to 0.3 in size mm allow the convenient use of a variety of alternative solid / liquid separation devices for Catalyst recovery, for example the use of simple filters, settling devices or the like. These units can be replaced by other units or measures without departing from the invention. In a similar way Corresponding ones can then be used if other metal-contaminated feed materials are used Changes in working conditions are carried out.

Beispielsweise kann dann, wenn ein Schieferöl, das 20 bis 100 ppm Arsen enthält, verarbeitet wird, die Reaktionstemperatur in dem Bereich zwischen 400 und 4800C liegen, wobei jedoch Drucke von 7 bis 146 atü und Verweilzeiten von 1,5-5 min bevorzugt werden.For example, when a shale oil containing 20 to 100 ppm arsenic is processed, the reaction temperature can be in the range between 400 and 480 ° C., but pressures of 7 to 146 atmospheres and residence times of 1.5-5 minutes are preferred will.

Die Fig. 3 zeigt eine Reaktorausgestaltung, die eine Alternative zu der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung darstellt. Figure 3 shows a reactor design which is an alternative represents the embodiment shown in FIG.

Der Reaktor 50 der Fig. 3 kann in das Verfahren gemäß Fig. 2 als Ersatz für den Reaktor 25 integriert werden. Der Reaktor 50 wird über die Leitung 51 mit einer Aufschlämmung aus Metall enthaltendem Kohlenwasserstoffölbeschickungsmaterial, Katalysator und Wasserstoff beschickt. Das Katalysator:öl-Verhältnis entspricht dem vorstehend beschriebenen, während das Wasserstoff:öl-Verhältnis niedriger ist. Die Aufschlämmung wird durch die länglichen Reaktionsrohre 52, 52a, 52b etc. geschickt, wobei diese Rohre derartig bemessen sind, daß die imThe reactor 50 of FIG. 3 can be used in the process according to Fig. 2 can be integrated as a replacement for the reactor 25. The reactor 50 is fed via line 51 with a slurry of metal containing hydrocarbon oil feedstock, Catalyst and hydrogen charged. The catalyst: oil ratio corresponds to that described above, while the hydrogen: oil ratio is lower. The slurry is through the elongated reaction tubes 52, 52a, 52b, etc. sent, these tubes are dimensioned such that the im

Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 2 angegebenen Geschwindigkeiten und Verweilzeiten eingehalten werden.In connection with the description of FIG. 2 specified speeds and residence times are observed.

In dem Rohr 52b befindet sich ein Innenmischer 54. Dieser ist derartig angebracht, daß er periodisch ersetzt werden kann, wenn er aufgrund einer zu starken Beladung den Aufschlämmungsstrom einzuengen beginnt. Die Rohre 52 etc. sind horizontal. In der Fig. 2 wurde eine vertikale Rohranordnung gezeigt. Jede Anordnung arbeitet zufriedenstellend, wobei jedoch der horizontalen Rohranordnung der Vorzug zu geben ist, da sie das Ausmaß der Füllung des Reaktors mit Flüssigkeit maximiert und Gasleerstellen auf einem Minimum hält. Eine andere Hilfe zur Verhinderung von Gasleerstellen ist eine stufenweise erfolgende Wasserstoff zugabe durch die Wasserstoffeinlasse 55 und 55a, die durch die Beschickungsleitung 56 versorgt werden. Die stufenweise Wasserstoffzugabe ermöglicht die Aufrechterhaltung der gewünschten Sättigung der Flüssigkeit mit Wasserstoff in dem Reaktor, ohne daß dabei erhebliche Überschüsse in frühen Reaktionsstüfen zugesetzt werden müssen. Die gesamte Wasserstoff:öl-Beschickung ähnelt der gemäß Fig. 2.An internal mixer 54 is located in the pipe 52b. This is so placed that it can be replaced periodically can if due to an excessive load it blocks the slurry stream begins to constrict. The tubes 52 etc. are horizontal. In Fig. 2 a vertical pipe arrangement was shown. Either arrangement works satisfactorily, but the horizontal pipe arrangement of FIG Preference is given because it maximizes the amount of liquid filling the reactor and creates gas vacancies keeps to a minimum. Another help in preventing gas vacancies is phased hydrogen addition through the hydrogen inlets 55 and 55a, which are supplied through the feed line 56. The gradual addition of hydrogen enables this to be maintained the desired saturation of the liquid with hydrogen in the reactor without this being significant Excess must be added in early reaction stages. The entire hydrogen: oil charge is similar to that according to FIG. 2.

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Claims (14)

Patentanwälte ■ European Patent Attorneys Dr. Müllcr-Bore und Partner · POB 880720 - D-8000 München 88Patent Attorneys ■ European Patent Attorneys Dr. Müllcr-Bore and Partner POB 880720 - D-8000 Munich 88 «Br. W. Müller-Bore t Dr. Paul Deufel«Br. W. Müller-Bore t Dr. Paul Deufel Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr. Alfred SchönDipl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr. Alfred Schön Dipl.-Chem.Dipl.-Chem. Werner HertelWerner Hertel Dipl.-Phys.Dipl.-Phys. Dietrich LewaldDietrich Lewald Dipl.-Ing.Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Dieter OttoDr.-Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing.Dipl.-Ing. C 3394C 3394 Chevron Research CompanyChevron Research Company 525 Market Street San Francisco, CA 94105 / USA525 Market Street San Francisco, CA 94105 / USA Verfahren zur Hydroentmetallisierung eines flüssigen Kohlenwasserstoffmaterials Process for hydrodemetallizing a liquid hydrocarbon material PatentansprücheClaims 1010 /1.!Verfahren zur Hydroentmetallisierung eines flüssigen Kohlenwasserstoffmaterials/ das 20 bis 2000 ppm, bezogen auf das Gewicht, gelöste Metalle enthält, dadurch gekennzeichnet, daß/ 1.! Process for hydrodemetallization of a liquid Hydrocarbon material / that is 20 to 2000 ppm by weight, contains dissolved metals, characterized in that a) das Material mit gasförmigem Wasserstoff in einer bezüglich der Sättigung überschüssigen Menge und einem festen Entmetallisierungskatalysator, der mikroporös ist und eine Teilchengröße von 0,05 bis 0,3 mm (50 - 300 mesh) besitzt, unter Bildung einer Dreiphasenaufschlämmung vermischt wird,a) the material with gaseous hydrogen in one with respect to the saturation excess amount and a solid demetallization catalyst which is microporous and has a particle size of 0.05 to 0.3 mm (50-300 mesh) to form a Three phase slurry is mixed, b) die Aufschlämmung durch eine längliche rohrförmige Reaktionszone unter Einstellung einer Aufschlämmung.sgeschwindigkeit von 0/3 bis 4,5 m/s (1 - 15 ft./ sec.) und einer mittleren Verweilzeit in der Reaktionszone von 1/5 bis 10 min bei einer Temperatur von 400 bis 4800C (750 bis 9000F) zur Abscheidung wenigstens eines Teils der Metalle auf dem festen Entmetallisierungskatalysator unter Bildung einer entmetallisierten Kohlenwasserstoffaufschlämmung 10. geschickt wird undb) Pass the slurry through an elongated tubular reaction zone setting a slurry velocity of 0/3 to 4.5 m / s (1-15 ft./sec.) and an average residence time in the reaction zone of 1/5 to 10 minutes is sent at a temperature of 400 to 480 0 C (750 to 900 0 F) to deposit at least a portion of the metals on the solid demetallization catalyst to form a demetallized hydrocarbon slurry 10. and c) die entmetallisierte Kohlenwasserstoffaufschlämmung aus der Aufschlämmungszone entfernt und aus der entmetallisierten Kohlenwasserstoffaufschlämmung ein entmetallisierter Kohlenwasserstoff, der frei von Entmetallisierungskatalysator ist, gewonnen wird.c) the demetallized hydrocarbon slurry removed from the slurry zone and from the demetallized hydrocarbon slurry a demetallized hydrocarbon that is free of demetallization catalyst is obtained will. 2. Verfahren nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß der feste Katalysator in einem Volumenverhältnis zu dem Kohlenwasserstoffmaterial von 1:1 bis 1:7 verwendet wird.2. The method according to claim 1 / characterized in that the solid catalyst is used in a volume ratio to the hydrocarbon material of 1: 1 to 1: 7 will. 3'. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchschicken.durch einen länglichen rohrförmigen Reaktor unter einem.Wasserstoffdruck von 73 bis 201 atü (1000 bis 2750 psig) erfolgt.3 '. The method of claim 2 characterized in that the passage through an elongated tubular reactor is under a hydrogen pressure of 73 to 201 atmospheres (1000 to 2750 psig). 4. Verfahren nach Anspruch 3/ dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Kohlenwasserstoffmaterial ein Erdölresiduum ist und die Metalle aus Nickel und Vanadin bestehen.4. The method according to claim 3 / characterized in that the hydrocarbon material used is a petroleum residue and the metals are nickel and vanadium exist. 5. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone eine horizontale Reaktionszone ist. . 5. The method according to claim 4, characterized in that that the reaction zone is a horizontal reaction zone. . 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte feste Entmetallisierungskatalysator aus anorganischen oxidischen oder kieselsäurehaltigen Materialien oder Aktivkohle mit einer Oberfläche von wenigstens 100 m2/g besteht. 106. The method according to claim 4, characterized in that the solid demetallization catalyst used consists of inorganic oxidic or silicic acid-containing materials or activated carbon with a surface area of at least 100 m 2 / g. 10 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Katalysator zusätzlich ein Nichtedelmetall enthält.7. The method according to claim 6, characterized in that the catalyst used additionally contains a base metal. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Katalysator Aktivkohle enthält.8. The method according to claim 6, characterized in that the catalyst used contains activated carbon. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Katalysator eines oder mehrere Metalle, ausgewählt aus Nickel, Vanadin, Kobalt und Wolfram, enthält,9. The method according to claim 8, characterized in that the catalyst used is one or more metals, selected from nickel, vanadium, cobalt and tungsten, contains, 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Katalysator im wesentlichen aus Aktivkohle besteht.10. The method according to claim 8, characterized in that the catalyst used consists essentially of activated carbon. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte flüssige Kohlenwasserstoffmaterial aus einem Erdölresiduum besteht.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the liquid hydrocarbon material used consists of a petroleum residue. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserstoffdruck von 110 bis 183 atü (1500 bis 2500 psig), eine Temperatur von 430 bis 4800C (800 bis12. The method according to claim 11, characterized in that a hydrogen pressure of 110 to 183 atmospheres (1500 to 2500 psig), a temperature of 430 to 480 0 C (800 to 9000F), eine Verweilzeit von 2,5 bis 10 min und eine Aufschlänunungsgeschwindigkeit von 0,6 bis 3,0 m/s (2 bis 10 ft/sec.) eingehalten werden.900 ° F), a dwell time of 2.5 to 10 minutes, and a slurry speed of 0.6 to 3.0 m / s (2 to 10 ft / sec.) Must be maintained. 13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte flüssige Kohlenwasserstoffmaterial aus einem Schieferöl besteht.13. The method according to claim 9 or 10, characterized in that that the liquid hydrocarbon material used consists of a shale oil. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserstoffdruck von 73 bis 146 atü (1000 bis 2000 psig), eine Temperatur von 430 bis 480eC (800 bis 9000F), eine mittlere Verweilzeit von 1,5 bis 5 min und eine AufschlMmmungsgeschwindigkeit von 0,6 bis 3,0 m/s (2 bis 10 ft./see.) eingehalten werden.14. The method according to claim 13, characterized in that a hydrogen pressure of 73 to 146 atmospheres (1000 to 2000 psig), a temperature of 430 to 480 e C (800 to 900 0 F), a mean residence time of 1.5 to 5 min and a slurry velocity of 0.6 to 3.0 m / s (2 to 10 ft./see.) must be maintained.
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