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DE69002903T2 - Verfahren zur Erniedrigung des Benzolgehaltes von Benzinen. - Google Patents

Verfahren zur Erniedrigung des Benzolgehaltes von Benzinen.

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DE69002903T2
DE69002903T2 DE90402273T DE69002903T DE69002903T2 DE 69002903 T2 DE69002903 T2 DE 69002903T2 DE 90402273 T DE90402273 T DE 90402273T DE 69002903 T DE69002903 T DE 69002903T DE 69002903 T2 DE69002903 T2 DE 69002903T2
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DE
Germany
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stage
benzene
fraction
process according
phase
Prior art date
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DE90402273T
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Jean-Claude Collin
Bernard Juguin
Joseph Larue
Alexandre Rojey
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Publication date
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
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    • C10L1/06Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Benzolgehalts der Benzine. Die Gesetzgeber auf der Welt,und insbesondere die europäischen, haben nämlich aus Gründen der öffentlichen Gesundheit die Begrenzung sogar die Zunullmachung des Benzolgehalts der kohlenwasserstoffhaltigen Benzine und insbesondere der Reformate (katalytische Reformate) festgelegt.
  • Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, den Benzolgehalt der Benzine zu vermindern oder sogar zu null zu machen, indem das im Benzin enthaltene Benzol durch extrahierte Olefine eines Gases alkyliert wird. Es wurde bereits in Betracht gezogen, direkt das Benzol durch ein Gas zu alkylieren, welches Olefine enthält, indem man in den Alkylierungsreaktor die mit der Gesamtheit des Gases vermischten Benzine gibt.
  • So werden nach der US-A-4.140.622 die Benzine in einer ersten Stufe fraktioniert, wobei zur leichten, praktisch die Gesamtheit des Benzols enthaltenden Fraktion ein mit Olefinen beladenes Gas zugegeben, dann in einen Alkylierungsreaktor gegeben wird, wobei das Alkylat fraktioniert wird und eine schwere praktisch benzolfreie Fraktion gewonnen wird.
  • Das System weist die folgenden Nachteile auf:
  • - Eine Verdünnung der Reaktionsteilnehmer, was zu einer Steigerung in den Abmessungen der Ausrüstungen und zu einem erheblichen Verlust in der Wirksamkeit der Alkylierungsreaktion führt,
  • - da der Alkylierungsdruck üblicherweise zwischen 2 und 10 MPa liegt, ist es unter diesen Bedingungen notwendig, die Gesamtheit des Gases bis auf das Niveau des geforderten Drucks zu komprimieren.
  • Das Verfahren zur Verminderung des Benzolgehaltes der kohlenwasserstoffhaltigen Benzine nach der Erfindung ermöglicht es, diese Nachteile zu vermeiden.
  • Es umfaßt die folgenden Stufen:
  • a) Man fraktioniert wenigstens ein kohlenwasserstoffhaltiges Benzin in eine mit Benzol angereicherte leichte Fraktion A und eine schwere an Benzol verarmte Fraktion B,
  • b) man kontaktiert die leichte Fraktion A mit einem wenigstens eine Fraktion von Olefinen enthaltendem Gas, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen zwischen 2 und 5 pro Molekül liegt, wobei diese Kontaktierung bei einer Temperatur zwischen -40ºC und 10ºC und einem Druck zwischen 0,5 und 2 MPa durchgeführt wird.
  • c) Man trennt am Ausgang aus der Stufe der gekühlten Absorption (b) ein an Olefinen verarmtes Restgas und eine an Olefinen angereicherte flüssige Fraktion C ab,
  • d) man unterwirft diese flüssige Fraktion C einer Alkylierung bei einem Druck zwischen 2 und 10 MPa und bei einem Molverhältnis Benzol/Olefin zwischen 0,5 und 2,
  • e) man fraktioniert das aus der Stufe (d) stammende Gemisch in eine gasförmige Phase, die überwiegend aus den nicht während der Alkylierung umgeformten Gasen gebildet ist und eine flüssige Phase, die wenigstens zum Teil das nicht alkylierte Benzol sowie die Alkylbenzole enthält und
  • f) man mischt die flüssige aus der Stufe (e) stammende Phase mit der schweren aus der Stufe (a) stammenden Phase B.
  • Erläutert wird sie durch das Schema der Figur 1. Der benzolenthaltende Reformierungsabstrom kommt über die Leitung 1 an und wird in der Destillationskolonne C1 in zwei Teile fraktioniert:
  • - Eine schwere Fraktion B, die am Boden der Kolonne C1 über die Leitung 2 austritt, wobei diese Fraktion B an Benzol verarmt ist,
  • - eine leichte am Kopf der Kolonne C1 über die Leitung 3 austretende Fraktion A, wobei diese Fraktion A an Benzol angereichert ist.
  • Die Arbeitsbedingungen der Kolonne C1 sind derart gewählt, daß die Fraktion B vorzugsweise wenigstens 5 Gewichtsprozent Benzol enthält, das in dem in die Kolonne C1 eintretenden Reformierungsabstrom enthalten ist.
  • Die leichte Fraktion A wird durch die Pumpe P1 gepumpt, im wärmeaustauscher E1 auf eine Temperatur gekühlt, die kleiner als die Umgebungstemperatur ist und tritt über die Leitung 4 in die Absorptionskolonne C2, in der sie mit einem olefinenthaltenden Gas kontaktiert wird, welches über die Leitung 5 ankommt und wird zunächst im Wärmeaustauscher E2 auf eine Temperatur gekühlt, die kleiner als die Umgebungstemperatur und benachbart der Eintrittstemperatur der leichten Fraktion A ist und tritt in die Kolonne C2 über die Leitung 6 ein. In der Kolonne C2 stellt sich eine Absorption eines Teiles der Olefine des Gases in der leichten Fraktion A ein, das an Olefinen verarmte Gas tritt aus der Kolonne C2 über die Leitung 7 aus. Die leichte Fraktion A, die wenigstens einen Teil der Olefine des Gases absorbiert hat, tritt über die Leitung 8 aus der Kolonne C2 aus und bildet die flüssige Fraktion C. Diese flüssige Fraktion C wird über die Pumpe P2 bei einem höheren Druck gepumpt, im Wärmeaustauscher E3 erwärmt und tritt über die Leitung 9 in den Alkylierungsreaktor R.
  • In diesem Reaktor R stellt sich eine Alkylierungsreaktion des Benzols durch die Olefine ein, die die Bildung von Alkylbenzolen zur Folge hat. Das aus dem Reaktor R über die Leitung 10 austretende Gemisch wird im Wärmeaustauscher E4 gekühlt, im Ventil V1 bis auf einen Druck nahe dem atmosphärischen Druck entspannt und tritt in die Fraktionierungskolonne C3 über die Leitung 11 ein.
  • In der Kolonne C3 nimmt man eine Trennung einerseits der nicht umgeformten Gase vor, die aus der Kolonne C3 über die Leitung 12 austreten und andererseits der Bestandteile, die insbesondere die Alkylbenzole und das nicht umgesetzte Benzol oder Restbenzol enthalten, das mit der Alkylierungsreaktion verknüpft ist, welche aus der Kolonne C3 in flüssiger Phase über die Leitung 13 austreten. Diese flüssige Phase wird mit der schweren Fraktion B vermischt, die aus der Kolonne C1 stammt und zum Benzinspeicher S über die Leitung 14 geschickt.
  • Endlich zeichnet sich das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch aus, daß es die folgenden Stufen umfaßt:
  • a) Man fraktioniert einen Refomierungsabstrom in eine leichte mit Benzol angereicherte Fraktion A sowie eine schwere an Benzol verarmte Fraktion B,
  • b) diese leichte Fraktion A wird bei einer Temperatur, die niedriger als die Umgebungstemperatur ist, mit einem Gas kontaktiert, das wenigstens eine Fraktion von Olefinen enthält, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen zwischen 2 und 5 pro Molekül liegt, derart, daß in dieser leichten Fraktion A wenigstens eine Fraktion dieser Olefine absorbiert wird,
  • c) am Austritt aus der Stufe (b) trennt man ein an Olefinen verarmtes Restgas und eine flüssige an Olefinen angereicherte Fraktion c ab,
  • d) die aus der Stufe (c) stammende Fraktion C wird in einen Alkylierungsreaktor derart geschickt, daß wenigstens eine Fraktion des Benzols durch wenigstens eine Fraktion der Olefine alkyliert wird,
  • e) das aus der Stufe (d) stammende Gemisch wird derart fraktioniert, daß einerseits eine gasförmige Phase erzeugt wird, die überwiegend aus dem während der Stufe (d) nicht umgesetzten Gasen und andererseits einer flüssigen Phase besteht, die wenigstens zum Teil das nicht alkylierte Benzol und die Alkylbenzole enthält und
  • f) die aus der Stufe (e) stammende flüssige Phase wird mit dieser schweren aus der Stufe (a) stammenden Fraktion B vermischt.
  • Der Gehalt an Benzol des Reformierungsabstroms kann als Funktion seine Herkunft variieren, er liegt im allgemeinen niedriger als 10 Gewichtsprozent. Die Arbeitsbedingungen der Kolonne C1 werden derart gewählt, daß die Fraktion B vorzugsweise 5 Gewichtsprozent des im Reformierungsabstrom enthaltenen, in die Kolonne C1 eintretenden Benzols enthält. Zu dem Ziel, um im endgültigen Benzin einen so gering wie möglichen Benzolgehalt zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Trennung in der Kolonne C1 derart vorzunehmen, daß der Benzolgehalt der schweren Fraktion B, die direkt in die Benzine geschickt wird, minimiert wird.
  • Das in der Leitung 5 zirkulierende Gas kann aus verschiedenen petrochemischen Einheiten stammen, wie beispielsweise der katalytischen Krackung, der Dampfkrackung... sein Gehalt an Olefinen wird vorzugsweise zwischen 10 und 25 Gewichtsprozent liegen. Diese Olefine sind überwiegend durch Äthylen, Propylen und eine geringere Menge an Butenen gebildet. Die anderen Bestandteile des Gases sind im wesentlichen Alkane, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen zwischen 1 und 5 pro Molekül liegt, sowie Wasserstoff und Stickstoff. Es kann im übrigen geringere Anteile anderer Gase wie Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd enthalten.
  • Der Druck dieses Gases liegt im allgemeinen zwischen 0,5 und 2 MPa. Ein Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß man die Absorption der Olefine in der leichten Fraktion A vornehmen kann, ohne daß man auf eine Rekompressionsstufe zurückgreifen muß. Somit liegt der Druck der Absorptionsstufe (b) des Verfahrens zwischen 0,5 und 2 MPa.
  • In den Austauschern E1 und E2 werden die Fraktion A einerseits und das Gas andererseits derart gekühlt, daß die Absorption der Olefine des Gases in der flüssigen Fraktion begünstigt wird. Diese Kühltemperatur liegt vorzugsweise zwischen 10 und -40ºC.
  • Die Absorptionsstufe (b) des Verfahrens gemäß der Erfindung kann in unterschiedlichen Arten oder Modes vorgenommen werden. Die Kolonne C2 kann eine Kontakteinrichtung mit Böden oder mit Füllkörpern sein. Die am weitesten verbreitete Technik ist die adiabatische Absorption, jedoch kann die Absorption quasi isotherm beispielsweise entweder in einer gekühlten Bodenkolonne durch auf den Böden der Kolonne integrierte Wärmeaustauscher oder in einer Kolonne durchgeführt werden, wo die flüssige Phase von mehreren Böden abgezogen, in einem wärmeaustauscher durch einen äußeren Strom gekühlt und auf diesen Boden reinjiziert wird.
  • Die Absorptionsstufe kann isotherm durch irgendein dem Fachmann bekanntes anderes Mittel durchgeführt werden.
  • In der Alkylierungsstufe (d) soll das Benzol/Olefin Molverhältnis vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 betragen. Hierzu können die Arbeitsbedingungen der Absorptionsstufe (b) derart festgelegt werden, daß diesem Verhältnis durch das in den Alkylierungsreaktor eintretende Gemisch genügt wird. In dem Fall jedoch, wo die Benzolmenge unzureichend würde, kann man eine Benzolzugabe in der an Benzol reichen Fraktion A vor dem Eintritt in den Alkylierungsreaktor vornehmen. Diese Zugabe kann entweder aus einer für das Verfahren äußeren Einheit oder aus einem Teil der leichten Fraktion A stammen, die in der Leitung 3 zirkuliert, wobei in diesem Fall ein Teil zur Absorptionskolonne C2 geschickt wird und der andere Teil wird mit den in der Leitung 8 zirkulierenden Produkten vermischt.
  • Die Alkylierungsreaktion kann durch sämtliche dem Fachmann bekannte Techniken, beispielsweise indem man einen Katalysator verwendet, durchgeführt werden. Dieser Katalysator kann beispielsweise gebildet werden aus Mordenit oder Faujasit, die entaluminiert wurden.
  • Die Druckbedingungen dieser Reaktion liegen im allgemeinen zwischen 2 und 10 MPa. Dieser Druck ist im allgemeinen höher als der Druck, bei dem man über das die Olefine enthaltende Gas verfügen kann. Im Falle des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das in den Reaktor eintretende Gemisch auf den Druck der Reaktion durch die Pumpe P2 gebracht, ohne daß es notwendig würde, auf die Benützung eines Kompressors zurückgreifen zu müssen.
  • Die gekühlte Absorption erfordert eine Kältequelle, die durch einen äußeren Kühlzyklus geliefert werden kann, dessen Technik dem Fachmann bekannt ist. Im Falle des Verfahrens nach der Erfindung jedoch ist es möglich, wenigstens einen Teil der notwendigen Kälte zu erzeugen. Um dies zu tun wird die gasförmige in der Leitung 7 zirkulierende Restphase, die aus der Stufe (c) stammt, in einer Entspannungsturbine entspannt, indem einerseits mechanische Energie an der Welle der Turbine und andererseits die Kühlenergie erzeugt wird, die erzeugt wird, indem man das aus der Turbine austretende Gas bis auf eine Temperatur benachbart der Umgebungstemperatur erwärmt.
  • Die Tatsache, daß die Alkylierungsreaktion einen Überschuß an Benzol bezogen auf die Olefine erfordert, führt zu einem Restgehalt an Benzol in den Benzinen. Dieser Restgehalt kann praktisch in einer weiterentwickelten Version des Verfahrens zu null gemacht werden, die durch das Schema der Figur 2 erläutert wird.
  • Figur 2 zeigt die Destillationskolonne C1, den Speicherbehälter S und die zusätzlichen Ausrüstungen, die mit der Verfahrensversion verknüpft sind. Die Ausrüstungen zwischen den Leitungen 3 und 14 sind die gleichen wie die der Figur 1. Die aus der Kolonne C3 stammende flüssige Phase, die zum Teil durch die leichte Fraktion A gebildet wird, wobei Alkylbenzole und Restbenzol zugegeben wurden, wird hier über die Leitung 13 nicht gegen den Benzinspeicher, sondern zunächst in eine Kolonne C4 gegeben. Diese Kolonne kann ein Flüssig-Flüssig-Extraktor oder eine Destillationskolonne sein, welche die Realisation einer extraktiven Destillation ermöglicht. Um das Verständnis dieser ausgearbeiteten Version des Verfahrens zu erleichtern, nehmen wir an, daß die Kolonne C4 ein Flüssig-Flüssig-Extraktionsapparat ist. Diese flüssige in den Extraktionsapparat C4 über die Leitung 13 eintretende Phase wird mit einem selektiven Lösungsmittel kontaktiert, das in den Extraktor über die Leitung 18 eintritt. Im Extraktor C4 stellt sich eine Extraktion der aromatischen Verbindungen durch das Lösungsmittel ein, was führt zu:
  • - einer Raffinatphase, die aus der Kolonne C4 über die Leitung 15 austritt und zum größeren Teil durch die Bestandteile des Gemisches gebildet wird, das über die Leitung 13 eintritt und an dem größten Teil der aromatischen Verbindungen verarmt ist. Diese Raffinatphase wird gemischt mit der schweren Fraktion B, die aus der Kolonne C1 stammt und zum Benzinspeicher S über die Leitung 14 geschickt,
  • - eine Fraktionsphase, die aus der Kolonne C4 über die Leitung 16 austritt und zum überwiegenden Teil aus Lösungsmittel gebildet wird, das über die Leitung 18 eintritt und mit aromatischen Extraktionsverbindungen des Raffinats angereichert ist.
  • Diese Extraktionsphase wird über die Pumpe P3 gepumpt und in die Destillationskolonne C4 gegeben, um das Lösungsmittel zu regenerieren. Dieses Lösungsmittel tritt aus der Kolonne C5 über die Leitung 18 aus und wird gegen den Extraktionsapparat C4 recyclisiert. Die aromatischen Bestandteile treten aus der Kolonne C5 über die Leitung 17 aus, sie werden mit dem Reformierungsabstrom vermischt, der in die Stufe (a) über die Leitung 1 eintritt.
  • So wird der Abstrom einerseits angereichert an Alkylbenzolen und andererseits an dem nicht umgesetzten Benzol. Sie werden in der Kolonne C1 fraktioniert, das Benzol wird in die leichte Phase A mitgerissen (und damit erfindungsgemäß behandelt), die Alkylbenzole in die schwere Fraktion B mitgerissen.
  • In dieser ausgearbeiteten Version des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die aromatischen im flüssigen aus der Stufe (e) stammenden Gemisch enthaltenden Bestandteile während einer Extraktionsstufe durch ein selektives Lösungsmittel behandelt, derart, daß einerseits eine Raffinatphase frei von aromatischen Bestandteilen und Lösungsmitteln erzeugt wird, wobei diese Raffinatphase mit der schweren Fraktion B vermischt wird, die aus der Stufe (a) stammt und andererseits eine Extraktionsphase, die das Lösungsmittel und die aromatischen Bestandteile enthält, wobei diese Extraktionsphase derart fraktioniert wird, daß getrennt das Lösungsmittel erzeugt wird, welches zur Extraktionsstufe recyclisiert wird und die aromatischen Bestandteile, die mit dem in die Stufe (a) eintretenden Reformierungsabstrom vermischt werden.
  • Die Extraktionsphase kann durchgeführt werden, indem man eine Flüssig-Flüssig-Extraktion anwendet oder indem man zu einer extraktiven Destillation schreitet. Die Wahl des Extraktionslösungsmittels geschieht als Funktion der angewendeten Extraktionstechnik; gewählt werden kann beispielsweise unter den folgenden Bestandteilen oder einem Gemisch aus mehreren hiervon oder einem Gemisch von gewissen hiervon mit Wasser: Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, n-Methylpyrrolydon, Schwefligsäureanhydrid (Schwefeldioxid), Sulfolan, Diglycolamin, n- Formylmorpholin, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol.
  • Das Prinzip des Verfahrens gemäß der Erfindung wird durch Beispiel 1 erläutert:
  • Beispiel 1
  • In diesem Beispiel geht man gemäß dem Schema der Figur 1 vor. Der Reformierungsabstrom hat einen Gehalt an Benzol von 5,91 Gewichtsprozent, seine Dichte bei 20ºC beträgt 0,787, sein Durchsatz liegt bei 15.063 kg/h. Er tritt ein über die Leitung 1 in eine Destillationskolonne C1 mit Böden, wo er in zwei Teile fraktioniert wird:
  • - Eine schwere Fraktion B (85ºC Endpunkt), die am Boden aus der Kolonne C1 über die Leitung 2 austritt, ihr Durchsatz liegt bei 10.243 kg/h, ihr Benzolgehalt niedriger als 0,05 Gewichtsprozent, ihre Dichte bei 20ºC liegt bei 0, 838.
  • - Eine leichte Fraktion A (Anfangspunkt 85ºC), die am Kopf der Kolonne C1 über die Leitung 3 austritt; ihr Durchsatz liegt bei 4.820 kg/h, ihr Benzolgehalt bei 18,47 Gewichtsprozent, ihre Dichte bei 20ºC bei 0,687.
  • Die leichte Fraktion A wird über die Pumpe P1 gepumpt, im Wärmeaustauscher E1 bei einer Temperatur von -30ºC gekühlt und tritt über die Leitung 4 bei einem Druck von 1,5 MPa in die Absorptionskolonne C2 ein, in der sie mit einem Gas kontaktiert wird, das aus einer katalytischen Krackeinheit stammt.
  • Das Gas hat einen Durchsatz von 997,2 kg/h, es ist bei einem Druck von 1,55 MPa verfügbar, seine Gewichtszusammensetzung ist die folgende:
  • - Eine schwere Fraktion B (Endpunkt 85ºC), die am Boden der Kolonne C1 über die Leitung 2 austritt, ihr Durchsatz liegt bei 10.243 kg/h, ihr Benzolgehalt ist niedriger als 0,05 Gewichtsprozent, ihre Dichte bei 20ºC liegt bei 0,838.
  • - Eine schwere Fraktion B (Endpunkt 85ºC), die am Boden der Kolonne C1 über die Leitung 2 austritt, ihr Durchsatz liegt bei 10.243 kg/h, ihr Benzolgehalt bei weniger als 0,05 Gewichtsprozent, ihre Dichte bei 20ºC bei 0,838.
  • - Eine leichte Fraktion A (Anfangspunkt 85ºC), die am Kopf der Kolonne C1 über die Leitung 3 austritt, ihr Durchsatz liegt bei 4.820 kg/h, ihr Gehalt an Benzol beträgt 18,47 Gewichtsprozent, ihre Dichte bei 20ºC ist gleich 0,687.
  • Die leichte Fraktion A wird über die Pumpe P1 gepumpt, im Wärmeaustauscher E1 auf eine Temperatur von -30ºC gekühlt und tritt über die Leitung 4 bei einem Druck von 1,5 MPa in die Absorptionskolonne C2, in der sie mit einem Gas kontaktiert wird, das aus einer katalytischen Krackeinheit stammt.
  • Der Durchsatz dieses Gases beträgt 997,2 kg/h, es ist bei einem Druck von 1,55 MPa mit der folgenden Gewichtszusammensetzung verfügbar: Wasserstoff Kohlenmonoxyd Kohlendioxyd Stickstoff Sauerstoff Methan Ethylen Ethan Propylen Propan Butane Pentane
  • Dieses Gas kommt über die Leitung 5 an, wird im Wärmeaustauscher E2 auf eine Temperatur von -30ºC gekühlt und tritt in die Kolonne C2 über die Leitung 6 ein. In dieser mit Füllkörpern versehenen Kolonne C2 stellt sich eine Absorption eines Teils der Olefine des Gases in der leichten Fraktion A ein. Das an Olefinen verarmte Gas tritt aus der Kolonne C2 über die Leitung 7 bei einer Temperatur von -26ºC aus. Es enthält nicht mehr als 1,37% Olefine, sein Durchsatz liegt bei 369 kg/h.
  • Die leichte Fraktion A, die 97,5 Gewichtsprozent der Olefine des Gases absorbiert hat, bildet die flüssige Phase C, die aus der Kolonne C2 bei einer Temperatur von -11ºC über die Leitung 8 austritt; ihr Durchsatz liegt bei 5.448 kg/h, ihre Zusammensetzung ergibt ein Molverhältnis Benzole/Olefine von 1,76, was den für die Alkylierungsphase geforderten Bedingungen entspricht.
  • Diese flüssige Phase C wird über die Pumpe P2 bei einem Druck von 4,5 MPa gepumpt und im Wärmeaustauscher E3 auf eine Temperatur von 250ºC erwärmt und tritt über die Leitung 9 in den Alkylierungsreaktor R.
  • In diesem Reaktor R stellt sich eine Alkylierungsreaktion des Benzols durch die Olefine ein, die eine Umsetzung von 90% Ethylen in Ethylbenzol und eine Umsetzung von 100% des Propylens in Propylbenzol mit sich bringt. Das aus dem Reaktor R über die Leitung 10 austretende Gemisch ist von einem Durchsatz von 5.448 kg/h; es wird im Wärmeaustauscher E4 auf eine Temperatur von 100ºC gekühlt, im Ventil V1 auf einen Druck von 0,15 MPa entspannt und tritt in die Fraktionierungskolonne C3 über die Leitung 11.
  • In der Fraktionierungskolonne C3 nimmt man die Trennung des Gemisches in zwei Fraktionen vor:
  • 1) Eine gasförmige Fraktion mit 402 kg/h, zusammengesetzt im wesentlichen aus den nicht umgesetzten Gasen, die über die Leitung 12 bei einer Temperatur von -10ºC abgezogen werden.
  • 2) Eine flüssige Fraktion von 5.046 kg/h, die insbesondere die Alkylbenzole und das mit der Alkylierungsreaktion verknüpfte Restbenzol enthält, die aus der Kolonne C3 bei einer Temperatur von 59,0ºC über die Leitung 13 austreten.
  • Diese flüssige Fraktion wird mit 10.243 kg/h der schweren aus der Kolonne C1 stammenden Fraktion B vermischt und zum Benzinspeicher S geschickt.
  • Man erhält so 15.289 kg/h Benzin oder eine Erhöhung des Wirkungsgrads um 1,5%. Zurückzuführen ist diese Erhöhung auf die Bestandteile des Gases und insbesondere der Olefine, die sich in der leichten Fraktion A der Absorptionsphase absorbieren.
  • Der Benzolgehalt des so erhaltenen Benzins wird von 5,91 auf 2,5 Gewichtsprozent vermindert, was eine Gewichtsverminderung um 57% ergibt.

Claims (14)

1. Verfahren zur Verminderung des Benzolgehaltes der kohlenwasserstoffhaltigen Benzine, dadurch gekennzeichnet, daß:
a) man fraktioniert wenigstens ein kohlenwasserstoffhaltiges Benzin in eine leichte mit Benzol angereicherte Fraktion A und eine schwere an Benzol verarmte Fraktion B,
b) man kontaktiert die leichte Fraktion A mit einem wenigstens einer Fraktion von Olefinen enthaltenden Gas, wobei deren Anzahl an Kohlenstoffatomen zwischen 2 und 5 pro Molekül liegt und diese Kontaktierung bei einer Temperatur zwischen minus 40ºC und 10ºC und einem Druck zwischen 0,5 und 2 MPa vorgenommen wird,
c) man trennt am Austritt aus der gekühlten Absorbtionsstufe (b) ein an Olefinen verarmtes Restgas sowie eine flüssige Fraktion C ab, die an Olefinen angereichert ist,
d) man unterwirft diese flüssige Fraktion C einer Alkylierung bei einem Druck zwischen zwei und 10 MPa und bei einem Molverhältnis Benzol/olefin zwischen 0,5 und 2,
e) man fraktioniert das Gemisch aus der Stufe d) in eine gasförmige Phase, die zum grösseren Teil aus während eine flüssige Phase, die wenigstens zum Teil das nicht alkylierte Benzol und die Alkylbenzole enthält, und
f) man mischt die flüssige Phase aus der Stufe e) mit der schweren Fraktion B aus der Stufe a).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Fraktion C ein Molverhältnis Benzol/Olefine zwischen 0,5 und 2 aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorbtionsstufe (b) bei einem Druck kleiner als dem Druck der Alkylierungsstufe (d) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylierungsstufe (d), mit einem Katalysator vom Typ entaluminierter Mordenit oder entaluminierter Faujasit durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorbtionsstufe (b) in isotherm durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isotherme Absorbtionsstufe in einer Kolonne durchgeführt wird, welche durch Wärmeaustauscher, die auf den Böden der Kolonne integriert sind, gekühlt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isotherme Absorbtionsstufe in einer Kolonne durchgeführt wird, wo die flüssige Phase jedes Bodens abgezogen, in einen Wärmeaustauscher durch einen äusseren Fluß gekühlt und auf diesen Boden wieder aufgegeben bzw. injiziert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Restphase aus der Stufe c) in einer Entspannungsturbine entspannt wird, in der mechanische Energie erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Entspannungsturbine austretende Gas derart erwärmt wird, daß Kälteenergie rückgewonnen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in Stufe (b) verwendete Gas aus einer katalytischen Krackeinheit stammt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die flüssige Phase aus der Stufe (e) mit einem selektiven Lösungsmittel behandelt, das mit dieser Phase nicht mischbar und in der Lage ist, die aromatischen in dieser Phase enthaltenen Bestandteile zu extrahieren, daß man eine sogenannte Raffinat-Phase frei von aromatischen Bestandteilen und eine sogenannte Extrakt-Phase, welche das Lösungsmittel und die aromatischen Bestandteile enthält, sammelt und daß in Stufe (f) die sogenannte Raffinat-Phase mit der schweren Fraktion B aus der Stufe (a) gemischt wird und daß die sogenannte Extrakt-Phase einerseits in das Lösungsmittel, das gegen die Extraktionsstufe rezyklisiert wird und andererseits die aromatischen Bestandteile fraktioniert wird, die mit dem in die Stufe (a) eintretenden kohlenwasserstoffhaltigen Benzin vermischt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsstufe eine reaktive Destillation ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsstufe eine Flüssig-Flüssig- Extraktion ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenwasserstoffhaltige in die Stufe (a) eintretende Benzin durch einen Abstrom der katalytischen Reformierung gebildet wird.
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