BE601873A - - Google Patents

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BE601873A
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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
    • C10G47/00Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions

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Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 
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  Procéda rllhvrjrnnrar","ro 
La présente invention concerne un procédé pour laconversion   d'hydrocarbures   renfermant de l'azote en produits hydrocarbonés à point d'ébullition plus bas, et plus particulièrement un procédé pour la production d'hydrocarbures ayant un point d'ébullition compris entre les limites des points d'ébullition de l'essence, en partant d'hydrocarbures à point d'ébullition fortement supérieur à celui de l'essence et qui sont contaminés par des quantités appréciables de composés azotés. 



   L'hydrocraquage qui est souvent désigné 
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 également sous le nom de -hy.lroE:énc:t,ion destructive" 

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 pour le distinguer de la simple addition d'hydrogène aux liaisons ncn-saturées entre les atomes de carbone, effectue des changements bien définis dans la structure moléculaire des hydrocarbures traités. Par conséquent, l'hydrocraquage peut être considéré   cornue   étant un craquage effectué dans des conditions d'hydrogénation telles que les produits des réactions de craquage à point d'ébullition inférieur soient substantiellement plus saturés que lorsque de l'hydrogène, ou une substance fournissant l'hydrogène, n'est pas présent,.

   Les procédés 
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 r¯3hv( nnrns7tl:.tcfa sont le plus souvent sspljyés pour la conversion de divers charbons, goudrons et huiles résiduaires lourdes dans le but de produire des quantités appréciables de produits saturés à cas point d'ébullition, des produits intermédiaires convenant pour leur utilisatior comme combustibles domestiques, et des   fractions!   de gazoil plus lourdes qui sont utilisées comme combustible domestique, et des fractions gazoil plus lourdes qui trouvent leur utilisation comme lubrifiants appropriés. 



  Quoique beaucoup de ces réactions d'hydrocraquage puissent être conduites sur une base thermique, la      technique préférée de traitement implique l'utilisation d'un mélange catalytique possédant un haut degré d'activité   hydrocraquante.   Cependant, dans pratiquement tous les procédés d'hydrocraquage, qu'ils soient thermiques ou catalytiques, le craquage contrôlé ou sélectif est désirable du point de vue de la production d'une   quantité   plus forte de produit liquide   possédant   des caractéristiques anti-détonnantes améliorées, et pour assurer une action catalytique efficace pendant .un laps        de   temps plus long.

   en général, les hyarocarbures à poids moléculaire plus bas qui ertrent en ébullition à 
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 il=mpératiare comprise entre les li. d'éb 1 . tum-p6rature comprise entre ..., LI -1.tion de de 

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 l'essence, possèdent des nombres octane plus élevés, et un produit hydrocraqué de poids moléculaire moyen plus bas dura par conséquent en général un nombre octane plus élevé. 



   L'hydrocraquage sélectif présente une importance particulière lors du traitement d'hydrocarbures ou de mélanges d'hydrocarbures qui entrent en ébullition à une température dépassant les températures d'ébullition de l'essence et des distillats moyens, c'est-à-dire les hydrocarbures et les mélanges d'hydrocarbures ayant un point d'ébullition initial compris entre environ 343 C et environ 371 C, et un point d'ébullition extrême de   538 C   ou plus élevé.

   L'hydrocraquage sélectif de telles fractions hydrocarbonées a pour résultat des rendements plus élevés en hydrocarbures d'un point d'ébullition compris   enre   ceux de l'essence et des distillats moyens; c'est-à-dire, en-dessous de 343 C environ jusqu'â   371 C     environ,   ainsi que des rende- ments appréciablement plus   grands   en hydrocarbures de l'essence, c'est-à-dire en hydrocarbures dont le point d'ébullition se trouve compris entre environ 38 C jusqu'à environ 204 C ou 232 C, et contenant de l'isobutane et du butane normal.

   Les procédés d'hydrocraquage doivent être 
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 sélectifs afin d'éviter une décomposition excessive à'bydro- .7 carbures de 1=essence . qt . normalement liquides en hydrocarbures normalement gazeux, <i& Ô7 parce qu'autrement le rendement en essence produite pourra être réduit jusqu'à une valeur pour laquelle le procédé n'est plus économique. L'hydrocraquage sélectif désiré implique le clivage d'une molécule hydrocarbonée à point d'ébullition plus élevé en deux molécules, lesquelles sont toutes deux des hydrocarbures normalement liquides. 



  Egalement, dans l'hydrocraquage sélectif, l'enlèvement des groupes méthyle, éthyle et propyle qui en présence d'hydrogène sont convertis en hydrocarbure dits "paraffiniques légers" notamment le méthane, éthane et propane, est contrôlé 

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 de telle manière que de préférence, pas plus d'un ae ces radicaux, ou possiblement deux d'entre eux, soient enlevés d'une molécule donnée. Par exemple, en présence d'hydrogène, le décane normal pourra être réduit en deux molécules de pentane, l'heptane normal pourra être réduit en hexane, et le nonane en octane ou heptane. D'autre part, l'hydrocraquage non contrôlé ou non sélectif aura pour résultat la décomposition d'hydrocarbures normalement liquides en hydrocarbures normalement gazeux, comme par exemple la conversion d'heptane normal en sept molécules de méthane. 



   Un autre inconvénient de l'hydrocraquage non sélectif est la formation plus rapide de coke et d'autres matières carbonées lourdes qui se précipitent sur le catalyseur et font diminuer son activité pour les réactions désirées en abrégeant ainsi le cycle de traitement et rendant n4cessaire une régénération plus fréquente   du.   catalyseur, ou son remplacement plus rapide par du catalyseur frais. La désactivqtion du catalyseur paraît également inhiber l'activité hydrogénante jusqutà un point tel qu'une proportion appréciable de la fraction hydrocarbonée d'un point d'ébullition voisin de celui de l'essence, consiste en hydrocarbures non saturés, et ainsi cette fraction ne conviendra pas très bien pour le traitement direct par re-formation catalytique.

   L'hydrocraquage sélectif ne tend pas à effectuer une hydrogénation appréciable, ou saturation, des composés aromatiques qui possèdent un nombre octane élevé de mélange, et sont par conséquent très avantageusement utilisés pour augmenter les.caractéristiques anti-détonnantes des fractions à point   d'ébulliton   voisin de celui de l'essence. 



   Les composés renfermant de l'azote contenus par 

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 la matière première soumise à l'hydrocraquage, tels que les pyrroles, les amines, les indoles, et d'autres classes de composés azotés organiques ont pour résultat une désactivation relativement rapide des composants métalliques catalytiquement actifs agissant comme agents d'hydrogénation, ainsi que le support solide agissant comme constituant acide d'hydrocraquage d'une grande variété de catalyseurs d'hydrocraquage. Une telle désactivation parait résulter de la réaction des composés azotés avec les divers composants catalytiques, la valeur de cette désactivation augmentant à mesure que le traitement continue et à mesure que la matière première azotée continue à contaminer le catalyseur par la formation de complexes d'azote et de composants du catalyseur.

   Une telle désactivation n'est pas un simple phénomène réversible, car elle ne peut pas être rectifiée, en chauffant tout simplement le catalyseur en présence d'hydrogène afin de décomposer'ces complexes azotés. 



   L'objet principal de la présente invention est de prévoir un procédé d'hydrocraquage qui augmente appréciablement le rendement en hydrocarbures ayant un point d'ébullition voisin de celui de l'essence, et obtenir un hydrocraquage effectivement contrôlé en évitant les inconvénients se produisant ordinairement à cause des   ontaminants   azotés et du craquage non contrôlé. 



   Le procédé d'hydrocraquage catalytique d'hydrocarbures selon la présente invention comprend la mise en réaction d'un courant d'une charge d'huile hydrocarbonée entrant en ébullition de manière prédominante au-dessus de 204 C et contenant des composés azotés, dans une première zone de réaction avec de l'hydrogène en présence d'un catalyseur insensible à l'azote avec formation d'ammoniac en partant   de,3   dits composés azotés, enlèvement de l'ammoniac hors de l'effluent 

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 de la première zone de réaction,

   ensuite la séparation hour   .le   cet effluent d'une fraction légère normalement liquide ayant un point d'ébullition extrême compris entre 204 C et 232 C et également la séparation hors du dit effluent d'une fraction plus lourde contenant des constituants de l'effluent qui entrant en   ébulition   entre la température final d' ébullition de la dite fraction légère et 343 C, mise en réaction d'un courant de la dite fraction plus lourde dans une deuxième zone de réaction avec l'hydrogène en présence d'un catalyseur d'hydrocraquage sensible à l'azote, et Mélange d'au moins la portion normalement liquide de l'effluent de la dite deuxième zone de réaction avec la portion normalement liquide de l'effluent de la première zone de réaction avant la séparation de la dite fraction légère de cet effluent. 



   Dans un mode spécifique de réalisation de l'invention, le mélange des composants totaux normalement liquides des effluents de la première zone de réaction et de la deuxième zone de réaction est séparé en une première fraction ayant un point d'ébullition extrême compris entre 204 C et 232 C, une deuxième fraction ayant un point d'ébullition extrême compris entre 343 C et 371 C et une troisième fraction contenant les hydrocarbures du dit mélange, dont le point d'ébullition est supérieur à celui de la deuxième fraction, on fait réagir un courant de la deuxième fraction avec l'hydrogène dans la deuxième zone de réaction, et au moins une partie de la troisième fraction est soumise en même temps que le courant de la charge hydrocarbonée à la réaction avec l'hydrogène dans la première zone de réaction.

   Dans ce mode de réalisation, une partie de la troisième fraction pourra être mélangée, si on le désire, avec le courant de la deuxième fraction passant dans la deuxième zone de réaction. 

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   Le catalyseur insensible à l'azote employé dans la première zone de réaction renferme de préférence entre 0,4% et   45,0%   en poids de molybdène et entre 0,2% et   10,0%   en poids de nickel sur un support consistant au moins en grande partie en alumine, la quantité de nickel étant plus petite que la quantité de molybdène dans le catalyseur, et le support contenant avantageusement jusque 12% en poids de silice. Le catalyseur sensible à l'azote employé dans la deuxième zone de réaction comprend généralement un seul composant métallique choisi parmi les métaux des groupes VI-A et VIII   d   la Table Périodique ou des mélanges de ces métaux sur un support qui constitue en lui-même un catalyseur de craquage.

   Ce catalyseur sensible à l'azote renferme de préférence entre 0,5 et 10% en poids de nickel, ou entre 0,1 et 5,0% en poids d'un métal du groupe du platine sur un support consistant en 88 et 75% en poids de silice et de 12 à 25% en poids d'alumine. 



   Dans la réalisation du procédé selon la présente invention, on préfère que la première ou la deuxième zone de réaction soient maintenues sous une pression comprise entre environ 68 et environ 204 atmosphères et que la première zone de      réaction soit maintenue à une température comprise substantiel- lement entre 206 C et 538 C, tandis que la deuxième zone de réaction est maintenue à une température comprise pratiquement entre les limites de   260 C   et 510 C et avantageusement à une . température plus basse de 28 C à 83 C que la température dans la première zone de réaction. 



   Le présent procédé pourra être compris plus clairement en se reportant au dessin schématique ci-joint-, qui en montre un mode de réalisation. 



   Dans ce dessin, les diverses valves d'écoulement, valves de contrôle des refroidisseurs, condenseurs, condenseurs de reflux de tête, pompes, compresseurs, des pots "knockout" et divers accessoires ont été omis car ils ne sont pas 

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      essentiels pour la compréhension complète du présent procédé et leur utilisation dans la présente opération sera immédiatement admise par ceux qui sont familiers avec la technique du traitement du pétrole.   t   
En se reportant maintenant au   dessin,   la matière première hydrocarbonée, contaminée par une quantité appréciable de composés azotés, par exemple environ 1000 jusqu'environ 5000 parties en poids par million de parties, (ppm;

  ), et des composés sulfurés jusque 3,0% en poids, pénètrent dans le processus de traitement par la canalisation 1 dans la canalisation 3   où   elle est mélangée avec l'hydrogène qui pénètre par la canalisation 2. Quoique la charge hydrocarbonée puisse avoir des points d'ébullition compris entre un point d'ébullition initial de   343 C   jusqu'à un point d'ébullition final de   538 C   et plus, la charge hydrocarbonée   dans   la   canalisation 1   ne doit pas être considérée comme étant restreinte à une charge ayant ces points d'ébullition..

   Par conséquent, la charge hydrocarbonée formant la matière première' peut consister entièrement en un gazoil lourd obtenu sous vide, ou matière de recyclage, ayant les limites indiquées pour le point d'ébullition, ou bien la matière hydrocarbonée première pourra consister en une fraction de kérozène entrant partiellement en ébullition entre les points d'ébullition de l'essence et dans une grande mesure entre les limites de points d'ébullition des distillats moyens, c'est-à-dire une charge hydrocarbonée ayant des limites de points d'ébullition comprises entre environ 177 C et environ   288 C   ou 316 C. 



  L'expression "distillat moyen" et "gazoil léger" se rapporte aux fractions hydrocarbonées qui possèdent un point d'ébullition final compris entre environ 343 C et environ 371 C. La matière première peut consister en une huile légère de recyclage à point d'ébullition compris entièrement entre 

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 les limites du distillat moyen, ou bien elle pourra être un gazoil obtenu sous vide à point d'ébullition,,compris entre environ   316 C   et environ 510 C. Le procédé selon la présente invention est particulièrement adaptable au traitement des hydrocarbures contaminés par   l'azote   ayant un point d'ébullition pratiquement complètement en excès par rapport au point d'ébullition du distillat moyen. 



   En tout cas, le mélange d'hydrogène et d'hydrocarbures lourds dans la canalisation 3, qui pénètre dans le réchauffeur   4,   est tel que l'hydrogène se trouve présent en quantités comprises entre environ 178 et environ   1425   litres normaux par litre de charge hydrocarbonée liquide. Le mélange est élevé à une température comprise entre environ 260 C et environ   5380C   dans le réchauffeur   4   et passe par la canalisation 5 dans le réacteur de nettoyage 6. Ce réacteur est maintenu sous une pression imposée comprise entre environ 6,8 atmosphères et environ 204  atmosphères et contient selon un mode de réalisation, un catalyseur insensible à l'azote contenant au moins environ 4,0% en poids de molybdène calculé en tant qu'élément.

   La matière première hydrocarbonée viendra en contact avec le catalyseur particulier employé à une vitesse spatiale horaire liquide (définie comme volumes de charge liquide par heure et par volume de catalyseur dans la zone de réaction), entre les limites comprises entre environ 0,5 et en- viron 10,0. Dans ces conditions, et en présence du catalyseur renfermant du molybdène, les composés azotés liés organiquement sont séparés aux liaisons azote-hydrogène pour former de l'ammoniac qui est libéré sous une forme libre des milieux de la réaction.

   De plus, tous composés sulfurés, par exemple les mercaptans et les thiophènes, sont convertis en sulfures   d'hydrogène   et en hydrocarbures correspondants débarrassés de soufre, En plus de ce nettoyage efficace de la matière première hydrocarbonée, il se produit une conversion appréciable 

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 d'hydrocarbures, par laquelle les hydrocarbures plus lourds entrant en ébullition entre environ 371 C et environ 538 C sont convertis par des réactions de craquage très sélectives en hydrocarbures à point d'ébullition inférieur à   371 C   environ. Les réactions de conversion sont telles qu'il se produit une très petite quantité, ou même pas du tout, d'hydrocarbures paraffiniques légers à chaîne droite.

   L'effluent total du réacteur est enlevé du réacteur 6 par la caralisation 7 et introduit dans le séparateur 8. 



   Quoiqu'il ait été montré sous la forme d'un seul récipient, le dispositif de séparation illustré par le séparateur 8 peut consister en tous moyens appropriés pour la séparation des hydrocarbures normalement liquides, qui sont indiqués dans le dessin comme étant enlevés du séparateur 8 par la canalisation 10, depuis une phase gazeuse séparée pouvant contenir par exemple des hydrocarbures paraffiniques légers, de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène et de l'anhydride carbonique et qui dans le dessin est illustrée comme quittant le séparateur 8 par la canalisation 9.

   Par exemple, de l'eau pourra être injectée dans la canalisation 7, y étant mélangée avec l'effluent total du réacteur et sera ensuite soumise à la séparation, de telle manière que l'ammoniac soit adsorbé et enlevé en phase aqueuse, tandis que le sulfure d'hydrogène et les hydrocarbures paraffiniques légers sont enlevés en phase gazeuse, et les hydrocarbures normalement liquides sont récupérés séparément par la canalisation 10. 



   Les hydrocarbures normalement liquides dans la canalisation 10 sont mélangés avec l'effluent   verant   du réacteur d'hydrocraquage   26   ou au moins avec la quantité totale des constituants normalement liquides de cet effluent,   cornue   décrit ci-après, dans la canalisation 11 et   passent   ensemble dans l'appareil de fractionnement 12.

   Cet appareil 12 

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 fonctionne dans toutes conditions appropriées de pression et/ou de température ayant pour résultat l'enlèvement   d'hydrocarbures   paraffiniques légers (C1 et C3) par la canalisation 13, les hydrocarbures plus lourds,   normalement   liquides y compris les butanes, étant enlevés de l'appareil de fractionnement 12 par la canalisation 14 dans l'appareil de fractionnement 15 à prise latérale.   L'appareil   de 
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 fractionnement 15 contient un puits central lb en-dessous duquel les hydrocarbures pénètrent par la canalisation 14. 



  L'appareil de fractionnement 15 fonctionne dans des conditions de température et de pression telles que les hydrocarbures à point d'ébullition voisin à celui de   l'essence,   y compris les butanes, soient enlevés par la canalisation 17, refermant moins de 1,0 ppm. des composés azotés susdits. Les hydrocarbures à point d'ébullition voisin de ceux du distillât moyen, contenant moins de 5,0 ppm. d'azote, sont enlevés par la canalisation 21 en un point situé au-dessus du puits      central 16. Tout composé azoté résiduaire pénétrant dans l'appareil de fractionnement 15 par la   canalisation   14 en est enlevé avec les hydrocarbures entrant en ébullition eu-dessus d'environ 343 C jusque 371 C par la canalisation 18.

   Il a été trouvé que les composés azotés   rsiduaires   sont dans une large 
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 mesure contenus dans la fraction lourde entrant er: .?bulliicn à une température supérieure à la température   d'ébullition   du distillat moyen. Les hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui du distillat moyen dans la canalisation 21 sort, du moins en partie, introduits dans la canalisation 24, contenant la valve 25, dans le réchauffeur 29.

   Ce courant   d'hydrocarbures   à   ,cint   d'ébullition voisin de celui du cistillat moyen peut être mélangé avec les hydrocarbures plus lourds venant de 
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 à Joint .,t ébul, ition le ce Lui du ,!ist.illé:1.t moyen, pourra être enlevée pour stockage par la canalisation 22 contenant la valve 23. 



   Dans tous les cas où la concentration en composés azotés résiduaires des hyjrocarbures plus lourds quittant la 
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 c.;::::i3o.t,ion 13 est supérieure à environ 5,0 parties par million, on ne désire pas les soumettre à la conversion dans le réacteur d'hydrocraquage 20, et dans ce cas ces hydrocarbures sont de préférence enlevés de la canalisation 18 dans la   canalisation   3 par la valve 19 pour se combiner avec la charge hydrocarbonée initiale dans la canalisation 1 et avec   l'hydrogène   dans la canalisation 2. Dans cette dernière méthode, les hydrocarbures qui entrent en ébullition à une température dépassant environ 343 C ou 371 G peuvent être remis en circuit dans le procédé, jusqu'à épuisement. 



   En tout cas, l'hydrogène qui pénètre par la canalisation 31 et se combine avec les hydrocarbures dans la canalisation 24, sé trouve présent en quantité comprise entre environ 178 et environ 1070 litres normaux par litre de ces hydrocarbures liquides. Le mélange résultant pénètre dans le   réchuffeur   29 où il est élevé à la température désirée entre environ 260 C et environ   510 C   et généralement à au moins 28 C plus bas que la température de la charge totale passant par la canalisation 5 dans le réacteur 6. Le mélange chauffé venant du réchauffeur 29 passe par la canalisation 30 dans le réacteur d'hydrocraquage 26.

   Cette zone de réaction est maintenue sous une pression imposée entre environ 6,8 atmosphères et environ 204 atmosphères et contient un catalyseur approprié d'hydrocraquage qui diffère du catalyseur dans la zone de réaction 6 par le fait qu'il est sensible à l'azote et renferme au moins un constituant métallique choisi parmi les métaux des groupes VI-A et VIII de la Table Périodique et des mélanges de ces métaux. La charge hydrocarbonée' 

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 passe du réchauffeur 29 par la canalisation 30 dans le réacteur d'hydrocraquage 26 à une vitesse spatiale horaire liquide comprise entre environ 1,0 et environ 15,0. 



   Il est préférable que l'effluent total venant du réacteur d'hydrocraquage 26 passe par la canalisation 27 contenant la pompe 28, dans la canalisation 11 et soit ensuite mélangé avec les hydrocarbures normalement liquides dans la canalisation 10, en passant ensuite par la canalisation 11 dans l'appareil de fractionnement 12. Si cependant on le désire, les constituants normalement gazeux peuvent être d'abord séparés de l'effluent venant du réacteur d'hydrocraquage 26 comme décrit ci-dessous, et dans un tel cas au moins les constituants normalement liquides de l'effluent venant d'un réacteur d'hydrocraquage 26 passent dans la canalisation 11. 



   De la description ci-dessus du mode de réalisation illustré dans le dessin'ci-joint, on peut voir facilement que le présent procédé est en fait un procédé à deux phases pour la production d'hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui de l'essence, possédant en lui-même une flexibilité dans le but de produire des quantités plus grandes d'hydrocarbures à point d'ébullition voisin à celui du distillat moyen. Diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation illustré sans sortir de la présente invention.

   Par exemple, les moyens de séparation compris dans le séparateur 8 peuvent être combinés avec l'appareil de fractionnement 12 et de cette matière on peut obtenir un type 
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 d'écoulement etaun appareil d'écoulement quelque peu différents. tel - k- 1wi tr Il est cependant évident qu'un/type d'écoulement réalisera simplement le même objet que celui résultant du type d'écoulement déjà indiqué. Un trait caractéristique essentiel du procédé selon la présente invention implique le système - 

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 réacteur à deux phases, dans lequel les courants effluents liquides de chaque phase individuelle ou zone de réaction sont combinés et sont ensuite soumis à la séparation dans le dispositif de fractionnement 12 et dans le dispositif de fractionnement à prise latérale 15.

   La première phase utilisant le réacteur de nettoyage 6 réalise une destruction   pratiquement   complète des composés azotés ainsi que des composés sulfurés contenus dans la matière première, ccnsistant entièrement ou du moins en grande partie en hydrocarbures à point d'ébullition supérieur à celui de l'essence. Par le choix approprié aussi bien du catalyseur que des conditions opératoires, on réalisera dans le réacteur 6 un degré appréciable de conversion par lequel les hydrocarbures plus lourds, notamment ceux entrant en ébullition au-dessus de 371 C, sont convertis en hydrocarbures à point   d'ébullition   plus bas, sans qu'il se produise des quantités appréciables des hydrocarbures paraffiniques légers, méthane, éthane et propane.

   Puisque le catalyseur dans le réacteur o est choisi pour ]Ion manque de sensibilité à l'égard de   1'azote, la   désactivation rapide dtun tel catalyseur, se produisant autrement lors de l'hydrocraquage d'une telle matière première azoteuse, ne se produit pas. 



   Le procédé selon la présente invention s'applique le plus avantageusement aux matières premières dérivant du pétrole, plus particulièrement aux matières considérées en général comme étant plus lourdes que les fractions de   àistülat   moyen. De telles matières comprennent les fractions de gazoil, les gazoil lourds sous vide, les huiles lubrifiantes et les huiles blanches, ainsi que les produits de queue ou "bottoms" à point d'ébullition élevé, récupérés de,diverses opérations catalytiques de craquage.

   Par conséquent, quoique la matière première du présent procédé puisse avoir un point d'ébullition initial compris entre environ   204 C   et environ 252 C et un 

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 point   débullition   extrême d'environ 538 C ou plus élevé, le procédé fournit des avantages supplémentaires lorsqu'on traite des matières hydrocarbonées premières possédant des points d'ébullition initiaux appréciablement plus élevés, c'est-à-dire compris entre environ 343 C et environ   371 C.   



   En décrivant davantage le procédé selon la présente invention et les diverses limitations imposées à ce procédé, on divisera le procédé dans son entièreté en deux phases distinctes,   séparées,'dans   l'intérêt de la simplicité et de la clarté. La première phase comprend une zone de   raction   appropriée, une zone de séparation et/ou un appareil de fractionnement et on utilise ceux-ci de telle manière et dans des conditions telles qu'on obtienne l'enlèvement pratiquement complet des composés azotés et sulfurés de la matière première hydrocarbonée, tout en produisant les hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui de l'essence en tant que produit séparé,

   et des hydrocarbures à point d'ébullition voisin du distillat moyen servant à fournir la plus grande partie de la charge dans la deuxième phase du procédé entier.La charge d'hydrocarbures lourds contaminée par les composés azotés après mélange avec l'hydrogène et chauffage à la température opératoire désirée, est mise en contact avec le catalyseur insensible à l'azote dans la première zone de réaction, les conditions opératoires précises de cette zone dépendant des diverses caractéristiques physiques et chimiques de la charge hydrocarbonée particulière qui est soumise au traitement. En tout cas, le réacteur sera maintenu à une température substantiellement comprise entre   260 C   et 538 C, et sous une pression imposée comprise en général entre 6,8 atmosphères et 204 atmosphères.

   Des pressions élevées entre ces limites paraissent favoriser l'enlèvement destructif des composés azotés, ainsi que la conversion des hydrocarbures entrant en ébullition à une température dépassant environ 

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 371 C et sont par conséquent préférables; ainsi, la première zone de réaction fonctionne de préférence sous une pression imposée entre environ 68 atmosphères et environ 204 atmosphères.

   Tandis que la matière première hydrocarbonée viendra en contact avec le catalyseur particulier employé à une vitesse spatiale horaire liquide généralement comprise entre environ 0,5 et environ   10,0,   on emploiera des limites plus basses de vitesse spatiale horaire liquide, c'est-à-dire entre environ 0,5 et environ 3,0 dans tous les cas où la charge d'hydrocarbures lourds est contaminée par des quantités relativement grandes de composés azotés.

   Le catalyseur placé dans cette première zone de réaction sert une fonction double; c'est-à-dire, le catalyseur est insensible à la présence de quantités appréciables aussi bien de composés azotés que de composés sulfurés et en même temps, il est capable d'effectuer aussi bien leur enlèvement destructif que la conversion des hydrocarbures qui entrent en ébullition à une température dépassant environ   343 C   ou 371 C. Un catalyseur comprenant des quantités relativement grandes de molybdène calculées sous forme d'élément, en mélange avec un support approprié tel que   l'alumine,   convient très bien pour réaliser l'opération désirée dans cette première phase de la réaction. 



  Un mélange catalytique particulièrement préférable destiné à être utilisé dans cette première zone de réaction, comprend entre environ 4,0% et erviron 45,0% en poids de molybdène et utilise l'alumine comme matière de support. On préfère utiliser l'alumine en l'absence d'autres matières oxydées anorganiques réfractaires telles que la silice, l'oxyde de zirconium, la magnésie, l'oxyde de titane, l'oxyde de thorium et l'oxyde 
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 de bore . ,1loiq,ue ces oxydes anorganiques réfractires puissent 1"ire employés en q':anités 2'2.LCtlv-'f:aht loibles par rapport à la '4U'>=it.ité à'é"lqr;

  1inf et de préférence peis plus qu'environ 12p 

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 en poids du mélange avec   Illumine,   ils paraissent dans certains cas imprimer une activité de craquage excessive au catalyseur dans la première zone de réaction telle, que ces hydrocarbures entrant en ébullition à une température supérieure à environ 343 C ou 371 C, seraient soumis à un craquage non sélectif avec production d'une quantité excessive d'hydrocarbures paraffiniques légers. De petites quantités de nickel, comprises notamment entre environ 0,2% et environ 10,0%, ou des quantités analogues de cobalt et/ou de fer, pourront être employées en combination avec les quantités relativement plus grandes de molybdate. 



   Le mélange catalytique destiné à être utilisé dans la première zone de réaction peut être fabriqué de toute manière appropriée} une méthode particulièrement 
 EMI17.1 
 #ntag6uôe utilisl1 une 6chnique d'imprégnation, ainsi lorsque le catalyseur doit contenir aussi bien du nickel que du molybdène, la méthode de préparation implique la formation en premier lieu d'une solution aqueuse de composés solubles dans l'eau, des métaux désirés, par exemple du nitrate de nickel ou du carbonate de nickel, et du molybdate   ammonique   ou de l'acide molybdique. Les particules d'alumine servant de support sont mélangées avec les solutions aqueuses et sont ensuite séchées à une température d'environ 93 C.

   Le mélange sec est ensuite oxydé en atmosphère oxydante telle que de l'air, à température élevée comprise entre environ 593 C et environ 927 C et pendant un laps de temps compris entre environ 2 heures et environ 8 heures, ou davantage. 



   L'ammoniac gazeux et le sulfure d'hydrogène, provenant de l'enlèvement destructif des composés azotés et   sulfurés   dans la première phase de la réaction, sont   enlevés   de toute manière appropriée de l'effluent total de la zone de réaction. Par exemple, l'effluent total peut être mélangé 

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 avec de l'eau et être ensuite soumise à une séparation   tale   que l'ammoniac soit absorbé dans la phase aqueuse. Ou bien on peut faire passer l'effluent total de la zone de réaction dans une zone de séparation à contre-courant avec un absorbant liquide de manière telle que l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène et autres constituants gazeux en scient effectivement enlevés. 



  En plus de l'enlèvement de sulfure d'hydrogène et d'ammoniac, on désire que la petite quantité d'hydrocarbures paraffiniques légers, méthane, éthane et propane, résultant des conditions   plutôt   sévères régnant dans la première zone de réaction, soient enlevés de   l'efflaent.   Par   conséquent,   la zone de séparation peut comprendre une température d'incandescence à basse température de manière à enlever l'ammoniac et les hydrocarbures paraffiniques légers sous forme de phase gazeuse. 



  Ainsi   que Montré   dans le dessin, ces hydrocarbures paraffiniques légers, en même temps que les hydrocarbures normalement liquides, peuvent être ihtroduits dans une colonne de fractionnement de manière à enlever du système les hydrocarbures paraffiniques   légers.'Cette   dernière méthode présente l'avantage supplémentaire d'être suffisamment flexible pour fonctionner comme débutanisateur ou   dépentanisataur   lorsqu'on le désire, appliquer une telle technique de traitement. De plus, cette méthode permet le fractionnement simultané de l'effluent du réacteur d'hydrocraquage 26 pour enlever les hydrocarbures paraffiniques légers, après enlèvement de l'ammoniac, de l'effluent de la première phase du procédé. 



   Quels que soient les moyens particuliers de séparation employés, les hydrocarbures normalement liquides résultants qui maintenant entrent en ébullition entre environ 38 C et environ 371 C ou plus haut, et contenant des butanes, renfermeront certains composés azotés résiduaires. Les hydrocarbures normalement liquides sont par conséquent distillés 

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 par l'emploi d'un appareil de fractionnement à prise latérale dans des conditions livrant une fraction, de coeur entrant en ébullition entre environ 204 C et environ 343 C, cette fraction de coeur étant substantiellement entièrement débarassée de composés azotés.

   Les hydrocarbures qui entrent en ébullition   en-dessous   de 204 C environ qt qui comprennent les hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui de l'essence, produits dans la deuxième phase du procédé, sont enlevés à la partie supérieure du dispositif de fractionnement à prise latérale, et peuvent être transmis au stockage en attendant ; leur emploi ultérieur, soit comme charge pour une unité de re-formage catalytique, soit comme constituant de mélange d'essence. La petite quantité de composés azotés résiduaires est enlevée dans la fraction hydrocarbonée entrant en ébullition au-dessus d'environ 340 C à la partie inférieure du   dispositif   de fractionnement à prise latérale. 



   La deuxième phase du présent procédé est destinée à convertir les hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui du distillat moyen et qui maintenant sont débarrassés d'azote, en même temps si on le désire avec au moins une partie du courant hydrocarboné entrant en ébullition au-dessus de   343 C   environ et 371 C environ, en hydrocarbures qui entrent en ébullition entre les limites d'ébullition de l'essence.

   Alors qu'il a été dit ci-dessus que la matière première à point d'ébullition voisin de celui du distillat moyen pour la zone de réaction de deuxième phase 26 renferme moins qu'environ 5,0 parties de composés azotés par million, il est préférable que le système de fractionnement fonctionne dans des conditions ayant pour résultat un mélange hydrocarboné à point d'ébullition voisin de celui du distillat moyen   T'enfermant   moins de une partie environ d'azote par million, et préférablement encore moins de 0,3 partie environ d'azote par million.

   En tout cas, lorqque les hydrocarbures entrant 

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 en ébullition du-dessus d'une température comprise entre environ 340 C et   371 C   renferment une quantité suffisante de composés azotés résiduaires pour entraîner,   lorsqu'ils   sont alimentés à   :La   deuxième phase de la réaction, une concentration totale d'azote entrant dans le réacteur d'hydrocraquage 26 supérieure à 5,0 parties par million, ces hydrocarbures seront   remis   en circuit par la value 19 et la   canalisation   3 pour se combiner avec la charge hydrocarbonée initiale dans le but d'enlever l'excès de com- posés azotés.

   Dans une telle situation, afin de   main;.=ni=   une opération pratiquement continue dans le réacteur d'hydrocraquage 26, on traitera dans cette zone de réaction une quantité plus grande de distillat moyen. 



   Etant donné le fait que la charge totale d'hydro- carbures dans la deuxième zone de réaction peut contenir jusqu'environ 5,0 parties d'azote par million, il est très avantageux d'utiliser certains composants catalytiques qui sont les plus efficaces pour l'hydrocraquage prudent de la charge de distillat moyen, contenant ces composés azotés résiduaires mais n'en sont pas affectés de manière nuisible. À titre d'exemple, l'alumine est un bon agent pour l'enlèvement de l'azote lorsqu'elle renferme des quantités relativement faibles de silice (environ 12% en poids).

   D'une manière analogue, la silice est un bon catalyseur,d'hydrocraquage lorsqu'elle renferme une quantité relativement faible   d'alumine,¯   mais cependant elle ne constitue pas'par elle-même un bon agent 
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 pour l'enlèvement,.dé. l'azote.. - Dune¯fê8 .similaire, les constituants métalliques du catalyseur placés à l'intérieur de la deuxième zone de réaction présenteront des tendances similaires. Par exemple, ainsi que 

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 montré par rapport à la première zone de la réaction, le molybdène est un bon agent pour l'enlèvement de l'azote mais n'est pas relativement actif comme catalyseur d'hydrocraquage ou hydrogénation. D'autre part, le nickel est un bon catalyseur d'hydrogénation, mais ne possède pas un degré relativement élevé d'activité par lui-même pour l'enlèvement de composés azotés.

   Les mélanges catalytiques qui comprennent au moins un constituant métallique choisi dans les groupes VI-A et VIII de la Table Périodique y compris le chrome, le molybdène, le tungstène, le fer, le cobalt, le nickel, le palladium, le platine, le ruthénium, le rhodium, l'osmium, l'iridium, et des mélanges-de deux ou plusieurs de ces métaux, y compris le nickel-molybdène, le nickel-chrome, le molybdène-platine, le cobalt-nickel-molybdène, le molybdène-palladium, le chrome-platine, le chrome-palladiums et le molybdène-nickel,- palladium, et un mélange de silice et de 10% à 90% environ en poids d'alumine, constituent des catalyseurs d'hydrocraquage pouvant être utilisés dans la deuxième phase du procédé selon la présente invention,

   ayant une activité relativement élevée par rapport à la conversion d'hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui du distillât moyen, cette activité étant pratiquement non affectée, même par les quantités relativement faibles d'azote, inférieures à environ .5,0 parties d'azote par million. 



   La matière solide de support produite par synthèse, pour être utilisée dans le catalyseur'de la secoride phase, laquelle matière de support possède également des .tendances à l'hydrocraquage, peut être obtenue de toute manière 
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 . :ili" ."."'\-' '...1....) .;.,.,,: ",:'::: appropriée, y compris Ses méthodes   séparées successives   

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 ou de   co-précipitation.   Par exemple, l'alumine peut être préparée en ajoutant un réactif tel que l'hydroxyde d'ammonium ou le carbonate d'ammonium à un sel d'aluminium, tel que le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium, ou l'acétate d'aluminium, en quantités suffisantes pour former l'hydroxyde   d'aluminium@   Le chlorure d'aluminium est en général préféré comme le sel   d'aluminium   à employer,

   non seulement pour la facilité des lavages et filtrages qui suivent, mais également parce qu'il parait donner de meilleurs résultats. Le précipité résultant est converti par séchage en alumine. Les particules d'alumine peuvent prendre toute forme désirée, telle que sphères, pillules ou extrudats.

   Une forme particulièrement préférable de   .L'alumine   est la sphère, et ces sphères peuvent être fabriquées de manière continue en faisant passer des gouttelettes d'un hydrosol d'alumine dans un bain d'huile maintenu à température élevée, en retenant les gouttelettes dans le bain d'huile jusqu'à ce qu'elles se solidifient sous forme de de sphéroides solides d'hydrogel ;

   cette méthode particulière connue en général sous le nom de méthode à la goutte d'huile a été décrite en détail dars le brevet U.S.A. n    2.620.314   délivré à James   Hoekstra.   Il est entendu que   -La     description   qui précède concernant la préparation de particules   d'alumine,   star,plique à la préparation de   -La   matière de support employée dans la fabrication du mélange catalytique utilisé dans la première zone de réaction. D'une manière analogue, la silice pourra-être préparée de toute manière appropriée, une de ces méthodes consistant à mélanger le silicate sodique et un acide minéral dans des conditions permettant la précipitation d'un nydrogel 

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 de silice.

   Lt;.y,3ror-*1 de silice est ensuite lave Avec   .le     l'e@     contenant     uns   petite quantité d'électrolyte approprié, er vue de   l'enlèvement   des ions   sodiques.   D'autres   conposés   oxydés réfractaires peuvent être préparés   d'ure   manière   analogue   à   celle   décrite ci-dessus en 
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 se r-7portnt à l'alvmîne. 



   Le composant catalyseur de craquage du catalyseur de la deuxième phase de réaction du présent procédé   comprend   au moins   deux   oxydes anorganiques réfractaires et un tel mélarge peut être   préparé   de toute manière   appropriée,   y compris des   méthodes   séparées, successives, ou 
 EMI23.3 
 de co-précipitation. Dans la méthode séparée de précipitation, les oxydes sont précipités séparément et sont'ensuite   mélangés,   de préférence à l'état humide.

   Lorsqu'on emploie des méthodes de précipitation successives, le premier oxyde est   précipité   de la manière décrite ci-dessus et la boue humide, soit avec lavage préalable, soit sans lavage 
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 préaîdbîe, est mélangée avec un sel de l'autrecnstituant. La précipitation de l'oxyde de ce dernier constituant se fait par addition d'une matière alcaline ou acide appropriée à la boue résultante. Le mélange qui en résulte peut être alors séché et conformé sous la forme désirée, et/ou les dimensions désirées.

   Lorsque le catalyseur employé dans la deuxième pone de réaction comprend de la silice et de   l'alumine, et/ou   de la silice, alumine et oxyde de zirconium,      il sera de   =-référence   obtenu en mélangeant un acide      
 EMI23.5 
 tel que de l'acide chlorhydrique ou sulfurique ,,ave c du silicate .......G ys' sodique commercial dans des conditions permettant la   précipitation   de la silide, en lavant le'précipité avec de   l'eau   acidulée ou par d'autres moyens   pour.enlever   les ions sodiques, 

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 en mélangeant avec un sel d'aluminium, tel que le chlorure d'aluminium et/ou un sel quelconque de zirconium approprié,

   et soit en ajoutant ensuite un précipitant banque tel que de l'hydroxyde d'ammonium pour y précipiter l'alumine, et l'oxyde de zirconium, soit en formant le ou les oxydes par décomposition thermique du sel selon les circonstances. Le constituant de craquage silice-alumine-oxyde de zirconium peut être formé en ajoutant ensemble ou séparément les sels d'aluminium et/ou de zirconium. D'autres constituants de craquage peuvent être préparés d'une manière similaire. 



   Le composant métallique catalytiquement actif du catalyseur placé dans la deuxième zone de réaction est ensuite mélangé avec le constituant de craquage mentionné ci-dessus. Les composants métalliques actifs sont généralement employés en quantités comprises entre environ   0,1   et environ 20,0% en poids du catalyseur total, et peuvent être   incorpores   de toute manière appropriée au composant de craquage.

   Des   tecniques   d'imprégnation peuvent être avantageusement employées en formant d'abord une solution aqueuse d'un composé soluble dans l'eau du métal désiré, par exemple du chlorure de platine, du chlorure de palladium, du nitrate de nickel, du molybdate d'ammonium, de l'acide molybdique, de l'acide chloroplatinique, ou de l'acide chloropalladique, et en mélangeant la solution avec le composant de craquage dans un séchoir à vapeur. D'autres solutions appropriées contenant du métal pouvant être employées sont des solutions ou suspensions colloïdales des cyanures métalliques, hydroxydes métalliques ou sulfures métalliques,désirés. Lorsque ces solutions ne sont pas solubles dans l'eau à la température 

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 employée, on pourra employer d'autres solvants appropriés tels que les alcools ou les éthers.

   Le   mélange catalytique   final après que tous les constituants catalytiques s'y trouvent présents, est séché pendant un laps de temps compris entre environ 2 heures et environ 8 heures ou davantage, et est ensuite oxydé en atmosphère   oxydante, par/exemple   dans de l'air, à température élevée, comprise entre environ 593 C et environ   927 0,   et pendant un laps de temps compris entre environ 1 heure et environ 8 heures, ou plus. Après cette oxydation à haute température, le catalyseur est réduit      pendant un laps de temps compris entre environ une demi heure et environ 1 heure à une température comprise entre environ 371 C et environ   53@ C,   et en présence d'hydrogène.

   Lorsqu'on le désire, le catalyseur peut être réduit "in   situ",   c'est-à-dire en plaçant le catalyseur à l'intérieur de la deuxième zone de réaction et en le soumettant à uns puge   imposée   d'hydrogene du système à une température   d'environ,31600.   



   Ainsi qu'il a été décrit ci-dessus, il est préférable que le catalyseur dans la deuxième-zone de réaction comprenne au moins deux oxydes anorganiques réfractaires, de préférence l'alumine et la silice. Lorsque la silice et l'alumine sont employées en combinaison, le dernier composé sera généralement présent en quantités comprises entre environ 10% et environ 90% en   poids..Ainsi   que montré dans les exemples qui suivent, on a eu d'excellents résultats par l'utilisation de mélanges de 88% en poids de silice, et 12% en poids d'alumine, et de   75%   en poids de silice et 25% en poids d'alumine, dans le catalyseur de la deuxième phase de réaction, ainsi que par l'utilisation d'un mélange de 88% en poids d'alumine, et 12% en poids de silice 

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 dans le catalyseur de la première phase de réaction.

   Tandis que la quantité totale de composants métalliques du catalyseur placé dans la deuxième zone de réaction est comprise entre environ 0,1% et environ   20,0%   en poids du catalyseur total, le métal du groupe VI-A, tel que le chrome, le molybdène ou le tungstène, est généralement présent en quantités comprises entre environ 0,5% et environ 10,0% en poids de ce catalyseur. 



  Lorsqu'on emploie dans ce catalyseur un métal du g sous-groupe du fer du groupe VIII, tel que le fer, le cobalt ou le nickel, il se trouve présent en quantité comprise entre environ 0,2% et environ   10,0%   en poids, tandis que si un métal noble tel que par exemple du   platiné,   du palladium ou de l'iridium est employé, il sera présent en quantités comprises entre environ 0,1% et environ 5,0% et de préférence entre 0,1% et 2,0% en poids du catalyseur total. Lorsque le composant métallique du catalyseur de la deuxième phase consiste aussi bien en un métal du groupe VI-A qu'en un métal du groupe VIII, il contiendra des métaux du groupe ci-dessus dans un rapport pondéral compris entre environ 0,05:1 et environ 5,0:1 du composant métallique du groupe VIII, par rapport au composant métallique VI-A.

   Des exemples de composants métalliques dans des catalyseurs particulièrement appropriés pour Utilisation dans la deuxième zone de réaction sont les suivants : 6,0% en poids de nickel et 0,2% en poids de molybdène ; 6,0% en poids de nickel ; 0,4% en poids de palladium ; 6,0% en poids de nickel et ,2 en poids de palladium ; 6,0% en poids de nickel et 0,2% en poids de platine. 



   Le catalyseur employé dans la deuxième phase du procédé selon la présente invention est de préférence placé dans la zone de réaction sous la forme   d'un   lit fixe. 

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  A cause des caractéristiques de la charge dans la deuxième phase de la réaction, les opérations opératoires dans la zone de réaction sont relativement douces. Par conséquent, la température opératoire à laquelle le catalyseur est maintenu dans la deuxième zone de réaction, peut être d'au moins environ 28 G inférieure à la température employée dans la première zone de réaction. Il n'est pas rare dans le procédé selon la présente invention de réaliser la deuxième zone de réaction à une température qui soit jusque 83 C plus basse que la température dans la première zone de réaction.

   De plus, à cause de la nature de la charge dans la deuxième zone de réaction, le taux de charge liquide dans cette zone peut être appréciablement plus grand que celui de la charge de la première zone de réaction et ordinairement il est conpris entre environ 1,0 et environ 15,0 de vitesse spatiale horaire liquide. L'enfluenttotal de la   deuxième   zone ae réaction peut passer dans une zone de séparation à basse température et pression élevée appropriées   d'où   un courant gazeux riche en hydrogène est retiré et remis en circuit pour fournir au moins une partie de l'hydrogène qui est mélangé avec la matière hydrocarbonée liquide constituant la charge.

   Les hydrocarbures normalement liquides, contenant les hydrocarbures paraffiniques légers   (CI   à C3) et les butanes, sont combinés avec les hydrocarbures normalement liquides résultant des moyens de séparation employés dans la première phase de réaction pour en enlever ensuite les hydrocarbures ayant un point d'ébullition voisin de celui de l'essence. 

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   Un trait caractéristique essentiel de la présente invention est le système des deux- phases intégrées distinctes dans lesquelles l'entièreté du procédé est réalisée.. Par l'utilisation du procédé selon la présente invention, on produit une plus grande concentration d'hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui de l'essence et du distillat moyen en partant des hydrocarbures qui entrent en ébullition au-dessus de la température d'ébullition du distillat moyen. De plus, de plus grandes concentrations d'hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui de l'essence sont produites en partant d'hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui du distillat moyen qui ont été produits dans la première phase du procédé. 



  L'effet total est une réduction appréciable de la quantité à'hydrocarbures paraffiniques légers qui résultent autrement de l'hydrocraquage non sélectif en une seule phase, des hydrocarbures entrant en ébullition à une température dépassant les points d'ébullition de l'essence. Un autre avantage est le fait que l'utilisation de la présente      invention effectue une rétention des hydrocarbures aromatiques qui entrent en ébullition à des températures voisines des points d'ébullition de l'essencee et conviennent comme constituants de mélanges pour combustible pour moteurs.

   De plus, le,procédé selon la présente invention a pour résultat un produit hydrocarboné à point d'ébullition voisin de celui de l'essence, pratiquement débarrassé d'hydrocarbures non saturés, et convenant par conséquent comme matière première.pour une-unité de re-formation catalytique dans le but d'élever davantage son nombre octane.

   Ainsi, par l'utilisation du procédé selon la présente invention, une charge hydrocarbonée à point d'ébullition dépassant environ 

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 340 à 371 C pourra être convertie de manière pratiquement complète en hydrocarbures à point   d*ébullition   voisin de celui de l'essence,   inalgré   la présence de quantités extrêmement grandes de composés azotés et sans la perte élevée   usuel.Le   de rendement due à la formation d'une quantité excessive d'hydrocarbures paraffiniques légers, et également sans sabir la désactivation du catalyseur / rencontrée dans le traitement d'hydrocraquage en une seule phase, des huiles qui sont généralement utilisées comme .matières premières dans le procédé. 



   Lorsque le présent procédé est réalisé-d'une manière continue, il est préférable d'utiliser chaque catalyseur sous forme d'un lit fixe dans la zone respective de réaction, ainsi qu'illustré dans le dessins ci-joint. Les mélanges d'hydrocarbures et d'hydrogène sont chargés d'une manière continue dans les zones de réaction et s'écoulent 
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 l' en direction descendante à travers le catalyseur, ou si C4 e) le mélange ,,p,wc'r on le désire/peut passer soit en un courant ascendant, soit en un courant radial à travers les zones de réadtion 
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 respectives.vAlternativement, l'opération peut se faire cpmme type à lit mobile, ou comme type suspensolde d'opération, où le catalyseur et les hydrocarbures fassent sous la forme d'une boue à travers la zone de réaction respective. 



   Les exemples qui suivent sont donnés pour illustrer davantage le procédé selon la présente'invention et 
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 pour indiquer les avantages obtenus par sor)itilisation. .. - .* " " " ' ''" - 

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 EXEMPLE I. 



   Cet exemple illustre le procédé selon la présente invention tel qu'appliqué à une charge hydrocarbonée, entrant complètement en ébullition au-dessus de la température d'ébullition de l'essence et presque complètement au-dessus de la température d'ébullition du distillat moyen. La charge était un gazoil obtenu sous vide en partant d'un produit brut Wyoming-West Texas et possédait les propriétés montrées dans le tableau I qui suit, où les données de la distillation ont été déterminées par la méthode ASTM. 



   Tableau I. 



   Gazoil sous vide - Propriétés. 
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<tb> 



  Poids <SEP> spécifique <SEP> à <SEP> 15,6 C <SEP> 0,9393
<tb> 
<tb> 
<tb> Distillation <SEP> en <SEP>  CI
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> initial <SEP> 310
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> la% <SEP> 383
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 30% <SEP> 421
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 50% <SEP> 446
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 70% <SEP> 467
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 90% <SEP> 493
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 95% <SEP> 532
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> à <SEP> 204 C <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> "Bottoms" <SEP> 2,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Azote <SEP> total, <SEP> ppm. <SEP> 1300
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Soufre, <SEP> poids <SEP> % <SEP> 2,58
<tb> 
 
Le catalyseur employé dans la première zone de réaction comprenait 2,0% en poids de nickel et   22,5%   en poids de molybdène calculé en tant qu'élément.

   le catalyseur   a.été   préparé en utilisant une seule technique d'imprégnation impliquant 100 parties de sphères d'alumine (préparées par la méthodeà la goutte d'huile décrite dans le brevet U.S.A. 2.620.314 délivré 

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 à James Hoekstra) et une seule solution d'imprégnation contenant de l'hexahydrate nitrate de nickel   (2,4   parties en poids de nickel) et acide molybdique (30,0 parties en poids de molybdène). 



  Le catalyseur a été placé dans une zone de réaction maintenue sous une pression imposée de 102 atmosphères, et une température d'entrée dans cette zone de   410 C.   La charge liquide a été traitée à un taux de 0,5 vitesse spatiale horaire liquide, et a été combinée avec l'hydrogène en quantité de 1068 litres normaux par litre de charge d'huile. Suite à la séparation pour enlever l'ammoniac, le svlfure d'hydrogène et les hydrocarbures paraffini-. ques légers (C1 à C30, l'effluent normalement liquide de la zone de réaction a été fractionné dans une colonne de distillation à plusieurs plateaux pour donner quatre fractions.

   Ces fractions étaient : 1 ) une fraction butane à 82 C; 2 ) une fraction entre 82 C et 204 C; 3 ) une fraction (distillat moyen) entre 204 C et 343 C; et 4 ) une fraction de queue contenant les hydrocarbures entrant en ébullition à une température   dépassant,,343*0.   Quant à la quantité de composés azotés résiduaires contenus dans ces fractions, on se reportera à nouveau au dessin ci-joint. L'effluent hydrocarboné total normalement liquide, après la séparation effectuée pour enlever l'ammoniac et les hydrocarbures paraffiniques légers,   c'est-à-dire   le courant indiqué dans le dessin comme passant par la canalisation 14, renfermait environ 18 parties d'azote total par million.

   Suite au fractionnement dans la colonne 15 à prise latérale, la teneur totale en azote des hydrocarbures à point d'ébullition voisin de celui de l'essence, ceux ayant un point   extrême.d'environ     204 0,   était pratiquement zéro, celle de la fraction distillat mixte indiquée à la ligne 21 du dessin, renfermait moins que 3,0 parties d'azote par million, tandis que le courant d'hydrocarbures 

 <Desc/Clms Page number 32> 

 indiqué comme se trouvant dans la ligne 18, contenait - approximativement 40 parties d'azote par million.

   Ilest à noter qu'une partie de ce dernier courant qui contient les hydrocarbures à point d'ébullition supérieur à environ 343 C 
 EMI32.1 
 1'; z,: 11 ;#,.... peut se combiner avec la fraction de distillât moyen employé comme charge d'huile pour la deuxième zone de réaction du présent procédé, du moins jusqu'au point,où la:teneur en composés azotés de la charge d'huile   résultante ne   dépasse 
 EMI32.2 
 pas environ :0 parties parfiillion. D'autres contrôles réalisés sur les diverses fractions sont indiqués dans le tableau II qui suit :   TABLEAU   II. 



   Contrôle de produits en partant de gazoil sous vide. 
 EMI32.3 
 



  Fraction limite* 000 83-204 C 204-3°3 C 3°3  'C 
 EMI32.4 
 
<tb> Volume <SEP> % <SEP> du <SEP> total <SEP> 22,6 <SEP> 47,0 <SEP> 39,0
<tb> 
<tb> 
<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> à <SEP> 15,6 C <SEP> 0,7892 <SEP> 0,8373 <SEP> 0,8373
<tb> 
<tb> 
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> en <SEP>  C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> ruine <SEP> d'ébullition <SEP> 116 <SEP> 219 <SEP> 354
<tb> 
<tb> 
<tb> 10% <SEP> 138 <SEP> , <SEP> 242 <SEP> . <SEP> 377
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 30% <SEP> 156 <SEP> 261 <SEP> . <SEP> 391 <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 50% <SEP> 160 <SEP> 277 <SEP> 407
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 90% <SEP> 182 <SEP> 321 <SEP> 463
<tb> 
<tb> 
<tb> l'oint <SEP> extrême <SEP> 203 <SEP> 345 <SEP> 488
<tb> 
 
 EMI32.5 
 Analyse du type d'hydrocarbure, ;

  ""' 
 EMI32.6 
 
<tb> Vol. <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Paraffines <SEP> 41
<tb> 
<tb> Naphtènes <SEP> 51
<tb> Oléfines <SEP> 1
<tb> 
<tb> Aromatiques <SEP> 7
<tb> 
   * Le rendement en hydrocarbures paraffiniques légers (C1 à C3) était de 2,2% en poids et la fraction C4-83 C était de 3,0 vol. %.   



   Pour illustrer la deuxième phase du procédé selon la présente invention, les hydrocarbures à point d'ébullition 
 EMI32.7 
 compris entre 204 0 et 34300 ont été introduits dan--.,,ire 

 <Desc/Clms Page number 33> 

 zone de réaction contenant un catalyseur comprenant 6,0% en poids de nickel (calculé en tant qu'élément) et un mélange de 75% en poids de silice et 25% en poids d'alumine. 



  Le mélange silice-alumine a été préparé en diluant 1610 gras de silicate sodique (28%   en'poids,de   BiO2) avec 3220 cm3 d'eau, en y ajoutant 400 cm3 d'acide chlorhydrique, plus 800 cm3 supplémentaires d'eau. L'hydrosol résultant acide-silice a été ensuite ajouté à 1580 cm3 d'une solution de sulfate d'aluminium d'un poids   spécifique de   1,28 et a été préparé en partant de cristaux de sulfate d'aluminium hydraté dépourvu de fer. L'hydrosol résultant d'alumine-silice a été ensuite mélangé avec forte agitation avec 1280 cm3 d'une solution aqueuse d'hydroxyde d'ammonium contenant   640   cm3 d'une solution d'ammoniac   à     28%   en poids. L'hydrogel résultant a été filtré, remis sous forme de boue dans 8 litres d'eau, et séché.

   La matière séchée a été soumise à divers processus de lavage avec filtration, jusqu'à ce que le filtrat ait indiqué un résultat négatif pour ions sulfate. Le mélange débarrassé de sulfate a été encore séché à une température de 149 C, broyé sous la forme d'une fine poudre, et mis sous la forme de pilules cylindriques de 3,2   mm   x 3,2 mm. 



  Les pilues ont été soumises à une calcination à haute température dans une atmosphère d'air pendant 3 heures et à une température de 649 C. Une solution d'imprégnation a été alors préparée en dissolvant 60,0 gras d'hexahydrate nitrate de nickel dans l'eau, et en diluant la solution résultante   jusqu'à   environ 700 ml avec de l'eau. Une fraction de 200 grs du mélange alumine-silice décrit a été imprégnée avec la solution d'imprégnation résultante dans un séchoir rotatif à la vapeur. Le catalyseur séché a été ensuite calciné à une température élevée de 649 C. 



  Ce catal yseur a été disposé   dans ?   zone de réaction sous la 

 <Desc/Clms Page number 34> 

 forme d'un lit fixe et maintenu sous une pression imposée de 102 atmosphères. Pendant le traitement de la matière première constituée par le distillat moyen, la température d'admission dans   e   réaoteur a été maintenue   à   un niveau de   327 C,   La matière première a été introduite dans la zone de réaction à un taux équivalent à une vitesse spatiale horaire liquide de 3,0 et a été mélangée avec l'hydrogène en quantité de 534 litres normaux par litre de l'huile de la charge.

   L'effluent totale de la zone de réaction a été séparé pour donner un courant gazeux riche en hydrogène, qui a été remis en circuit pour se   oombiner   avec le distillat mixte formant la charge. Les hydrocarbures restants, normalement liquides, y compris les hydrocarbures paraffiniques légers (C1 à C3)ont été soumis au fractionnement dans une colonne de laboratoire   à   plusieurs plateaut, et les résultats de ce fractionnement sont indiqués dans le tableau III qui suit. 



   TABLEAU III. 



   Rendements volumétriques en partant de distillat moyen. 
 EMI34.1 
 
<tb> 



  Constituants*- <SEP> Rendement <SEP> Vol. <SEP> %
<tb> 
<tb> Total <SEP> butanes <SEP> 7,9
<tb> 
<tb> 
<tb> Pentanes <SEP> et <SEP> hexanes <SEP> 15,3
<tb> 
<tb> 
<tb> Heptanes <SEP> à <SEP> 204 C <SEP> 47,2
<tb> 
<tb> 
<tb> 204 C <SEP> et <SEP> plus <SEP> lourds <SEP> 39,5
<tb> 
 *Hydrocarbures paraffiniques légers   (0 à   C3), le rendement était de   0,67%   en poids. 



   Les rendements indiques dans le Tableau III sont basés sur la quantité de distillat moyen qui a été chargée, et il est à noter que les hydrocarbures paraffiniques légers      qui en résultent sont pratiquement négligeables, car ils ne   représentent   que 0,67% en poids de la charge totale. Il est 

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 de plus à noter qu'il y avait un rendement par volume de   70,4%   d'hydrocarbures à point   d'ébullition   voisin de celui de l'essence, y compris las butanes, et un rendement de 39,5% d'hydrocarbures à point   d'ébullition   voisin de celui du distillat moyen.

   Cette dernière fraction pourra facilement être remise en circuit pour se combiner avec la charge initiale de distillat moyen et ces hydrocarbures sont effectivement remis en circuit, jusau'à épuisement. 



  EXEMPLE II. 



   Cet exemple montre l'applicabilité du présent procédé à une fraction hydrocarbonée à point d'ébullition voisin de celui de la gazoline, dont la plus grande partie entre en ébullition endéans les limites des températures d'ébullition du   diwtillat   moyen. La charge était constituée par une kérozène du East Texas ayant les propriétés montrées dans le tableau IV qui suit. 



   TABLEAU IV. 



     Kerosène   East Texas -   Propriétés   
 EMI35.1 
 
<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> à <SEP> 15,6 C <SEP> 0,8189
<tb> 
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> en <SEP>  C
<tb> 
 
 EMI35.2 
 Point cl6bullition initial 186", 
 EMI35.3 
 
<tb> 10% <SEP> 211
<tb> 
<tb> 30% <SEP> ' <SEP> 222
<tb> 
<tb> 50% <SEP> 230
<tb> 
<tb> 70% <SEP> 241
<tb> 
<tb> 90% <SEP> 258
<tb> 
<tb> Point <SEP> extrême <SEP> 283
<tb> 
<tb> % <SEP> à <SEP> 204 C <SEP> 5,0
<tb> 
 
 EMI35.4 
 ce 3t'tOTfBn 0,8 
 EMI35.5 
 
<tb> Azote <SEP> total, <SEP> ppm. <SEP> 3,6
<tb> 
<tb> Soufre, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,036
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Types <SEP> d'hydrocarbures, <SEP> Vol.

   <SEP> %
<tb> 
<tb> Paraffines <SEP> )
<tb> 
 
 EMI35.6 
 .aphtenes - S2,8 
 EMI35.7 
 
<tb> Oléfines <SEP> 0,4
<tb> 
 
 EMI35.8 
 Aromatiques 16, 8 

 <Desc/Clms Page number 36> 

 
La fraction de kérosène a été d'abord introduite dans une première zone de réaction ou zone de réaction de nettoyage à une pression de 54,2 atmosphères et à une température à l'entrée de   371 C.   La charge fut mélangée avec de l'hydrogène en quantité de 178 litres normaux par litre d'huile, et mise en contact avec le catalyseur placé dans la zone de réaction à une vitesse spatiale horaire liquide de 5,0.

   Le catalyseur employé dans la réaction de nettoyage consistait en pilules cylindriques d'alumine ayant des dimensions de 3,2 mm x 3,2mm, qui avaient   été'',   imprégnas, en utiliaant une seule solution d'imprégnation, avec 2,0% en poids de cobalt et 6,0% en poids de molybdène, calculés en tant qu'éléments. Le sulfure d'hydrogène, l'ammoniac, et l'hydrogène ont été enlevés de l'effluent total du réacteur dais un séparateur à haute pression, l'hydrogène étant remis en circuit pour se combiner avec l'hydrogène mélangé avec la faction de   kércsène   avant son introduction dans la zone de réaction de nettoyage.

   Le restant de l'effluent de la zone de réaction passe dans   un   appareil de fractionnement où les hydrocarbures paraffiniques légers, méthane, éthane, et propane ont été enlevés et on a obtenu un courant d'hydrocarbures normalement liquides, contenant des butanes et des composants plus lourds. Ce courant fut alors soumis à une nouvelle opération de fractionnement pour donner une fraction butane, une fraction d'hydrocarbure C5 ayant un point d'ébullition final de      46 C, une fraction d'hydrocarbures C6 (46 C à 82 C), une fraction 82 C-204 C, et les hydrocarbures à point d'ébullition dépassant   204 C.   



   La fraction entrant en ébullition au-dessus de   204 C   a été alors   mélangée   avec l'hydrogène en quantité .de 534 litres 

 <Desc/Clms Page number 37> 

 normaux par litre de cette fraction   d'nuile,   et introduite à une vitesse spatiale horaire liquide de 1,0 dans une deuxième zone de réaction ou zone d'hydrocraquage   maintenue   à une pression de 102 atmosphères et à une température d'environ 302 C. le catalyseur placé dans cette zone de réaction d'hydrocraquage comprenait 0,4% en poids de palladium mélangé avec un constituant de craquage consistant en 88% en poids de silice et 12% en poids d'alumine. 



  L'effluent total   'de   la zone de réaction, du réacteur d'hydrocraquage, a été combiné avec l'effluent de la première zone de réaction après enlèvement de l'ammoniaque et avant séparation des hydrocarbures paraffiniques légers (CI à C3). Divers contrôles du produit, et une partie des rendements résultants sont donnés dans le tableau V qui   suit.   



   TABLEAU V. 



   Inspection de produits de la charge de kérosène. 
 EMI37.1 
 
<tb> 



  Fraction, <SEP> limites <SEP> en <SEP>   <SEP> C <SEP> 82-204 0 <SEP> 204 =
<tb> 
 
 EMI37.2 
 roids spécifique à 15,6 C 0,7678 0,7:301 
 EMI37.3 
 
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> en <SEP>   <SEP> C
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> 99 <SEP> 213
<tb> 
<tb> 10% <SEP> 109 <SEP> 218
<tb> 
 
 EMI37.4 
 30% 2 ' ' ' 17 221 
 EMI37.5 
 
<tb> 50% <SEP> 126 <SEP> 225
<tb> 
<tb> 70% <SEP> 142 <SEP> 231
<tb> 
 
 EMI37.6 
 90% ,a, , 168, 246 95% .É z; k,s ;i7$ ¯ 254 
 EMI37.7 
 
<tb> Point <SEP> final <SEP> , <SEP> 191 <SEP> 274
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Analyse <SEP> du <SEP> type <SEP> d'hydrocarbures, <SEP> vol. <SEP> %
<tb> 
 
 EMI37.8 
 Piraffines '37' 
 EMI37.9 
 
<tb> Oléfines <SEP> zéro
<tb> 
<tb> Naphtènes <SEP> 46 <SEP> -
<tb> 
<tb> Aromatiques <SEP> 17
<tb> 
<tb> Nombres <SEP> octane
<tb> 
 
 EMI37.10 
 "F-l Clear" ;

   ,' Y.6 9 
 EMI37.11 
 
<tb> "F-1, <SEP> + <SEP> 3 <SEP> ce. <SEP> TEL" <SEP> 83,1
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 38> 

 
La portion de produit liquide entrant en ébullition jusque 82 C, consistait en   33,3%   en poids de butanes, 34,2% en poids de C5 :. 46 C et 32,6% en poids d'hydrocarbures C6 (46  à   82 C).   Le nombre octane de la fraction débutanisée jusqu'à une température extrême de 82 C était de 82,4 "F-1 Clear", et 96,3 "F-1 + 3 cm3 TEL." 
La fraction à point   débullition   voisin de celui de l'essence, entrant en ébullition entre 82 C et 204 C, a été obtenue en quantité de   53%   en volume, basée sur la charge totale dans la première zone de réaction.

   Les caractéristiques de cette fraction, telles qu'indiquées dans le tableau V, sont telles que cette fraction convient idéalement bien pour le traitement subséquent dans un procédé de re-formation catalytique afin d'augmenter les! nombres octane, ou ses caractéristiques anti-détonnantes. Il est à noter que la fraction est débarrassée pratiquement de mariera complète des hydrocarbures oléfiniques et qu'elle contient   17   en volume d'hydrocarbures aromatique et 46% en volume d'hydrocarbures na phténique s . 



    :Exemple   III. 



   Cet exemple illustre la possibilité d'application du présent procédé à l'utilisation de diverses huiles légères de cyclage, entrant entièrement en ébullition à une + empérature supérieure à la température d'ébullition de l' ssence, et partiellement à une température supérieure à la température d'ébullition du distillat moyen. Deux charges individuelles ont été traitées séparément par la   méthode décrite dans l'exemple II ; d'elles était une   huile légère de cyclage Oklahoma à points d'ébullition compris entre 231 C et   352 C.   D'autres propriétés de ces huiles légères de recyclage sont données dans le tableau   VI   qui suit. 

 <Desc/Clms Page number 39> 

 



   TABLEAU VI Huiles légères de recyclage Oklahoma et Leduc - Propriétés. 
 EMI39.1 
 
<tb> 



  Oklahoma <SEP> Leduc
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> à <SEP> 15,6 C <SEP> 0,8849 <SEP> 0,8990
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> en <SEP>  C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> initial <SEP> 232 <SEP> 231
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 10% <SEP> 251 <SEP> 257
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 30% <SEP> 261 <SEP> 277
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 50% <SEP> 270 <SEP> 291
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 70% <SEP> 280 <SEP> 307
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 90% <SEP> 293 <SEP> 327
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Point <SEP> final <SEP> 315 <SEP> 352
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> à <SEP> 204 <SEP>  C <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> "Bottoms" <SEP> 1,0 <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Azote <SEP> total, <SEP> ppm.

   <SEP> 285 <SEP> 245
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Soufre, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,70 <SEP> 0,69
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Analyse <SEP> du <SEP> type <SEP> d'hydrocarbures,
<tb> 
<tb> 
<tb> Vol. <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Paraffines
<tb> 
 
 EMI39.2 
 Baphtënes 50,7 43,4 Naphtènes 5(),7 43,4 
 EMI39.3 
 
<tb> Oléfines <SEP> 3,7 <SEP> 5,4
<tb> 
<tb> Aromatiques <SEP> 45,6 <SEP> . <SEP> 51,2 <SEP> 
<tb> 
 
Concernant l'huile légère de cyclage Oklahoma, le catalyseur employé dans la première zone de réaction ou zone de nettoyage comprenait 2,4% en poids de nickel, 6,4% en poids de molybdène, et un mélange consistant en 88% en poids d'alumine et 12% en poids de silice.

   La deuxième zone de réaction ou zone de réadtion d'hydrocraquage contenait 

 <Desc/Clms Page number 40> 

 un catalyseur consistant 'en 0,4% en poids depalladium, 
 EMI40.1 
 .,<>.i , .''-''f.'- - ' - ?h''-'. sur un mélange de ë8% ^é. poT; ei,,.cei, e ,7.,-é,..çiâ , . d'alumine. la zone de réâeion='..d'é'ziaoyâë a été' maiïîenue " 'lj"v'4S, $fiW.ô '> ',1 - à une pression de 102 atmosphères,e une, d'entrée de 39900, et la charge- a-:étév mise en'contact #' . ,= É', 1].. > j J avec le catalyseur à une vitesse spatiale horaire liquide de 1,0. L'huile légère de cyclage   a été   mélangée avec de l'hydrogène en quantité de 356 litres normaux par litre d'huile, avant son admission dans la première zone de réaction.

   La deuxième zone ou zone de   réaction   
 EMI40.2 
 4 !' k h, Y .. d4hydrocraauage a été maintenue a. une pression;de;102.: atmosphères, et à une température de'entrée 1'év.iron 15 C, et la charge dans cette zone était mise en contact   avec le   catalyseur à une vitesse spatiale horaire liquide   de 1,0   après avoir été combinée avec de l'hydrogène en quantité de   554   litres normaux par litre d'huile. Les conditions opératoires ci.-dessus, dans les deux zones de réaction, ont été également employées lors du   traitement.  d'une huile légère de cyclage Leduc.. - 
 EMI40.3 
 Les données de contrôle des divers produ3sw.s4,enus de l'huile légère de cyclage Oklahoma pparaisn:'ân tableau VII qui   suit.   

 <Desc/Clms Page number 41> 

 



   TABLEAU VII. 



    Centrale   de produits en partant d'huile légèrede cyclage 
 EMI41.1 
 Oklanoma - ';;. ..-0... '(: ,., 
 EMI41.2 
 Fraction limites en  0 8g-204O 204 + 
 EMI41.3 
 
<tb> oids <SEP> spécifique <SEP> à <SEP> 15,6 0 <SEP> 0,7861 <SEP> 0,8222
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> en <SEP>   <SEP> C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> l'oint <SEP> d'ébullition <SEP> initial <SEP> 91 <SEP> 213
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 10% <SEP> 108 <SEP> 229
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 30% <SEP> 120 <SEP> 241
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 50% <SEP> 133 <SEP> 254
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 70% <SEP> 151 <SEP> 270
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 90% <SEP> 178 <SEP> 292
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> oint <SEP> final <SEP> 211 <SEP> 317
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Analyse <SEP> du 

  <SEP> type <SEP> d'hydrocarbures,
<tb> 
<tb> 
<tb> Vol. <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Paraffines <SEP> 18 <SEP> - <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Oléfines <SEP> zéro <SEP> - <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Naphtènes <SEP> 63 <SEP> - <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Aromatiques <SEP> 19 <SEP> - <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Nombres <SEP> octane
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> "F-1 <SEP> Clear" <SEP> 70,7
<tb> 
 
 EMI41.4 
 "F¯1 + C cc. T:." 86,,5.- 
La fraction de produit entrant en ébullition jusque 82 C contenait   33,3%   en poids de butanes,   35,5   en poids d' hydrocarbures C5 à 46 C, et 31,2% en poids   de'(16   et des hydrocarbures plus lourds (46 C à   82 C).   



     . Les   avantages résultant de l'utilisation de la présente invention apparaissent facilement des données du tableau VII. La fraction d'essence à 82 C-204 C ayant un poids spécifique de   O,7861   à 15,6 C convient fort bien 

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 pour son utilisation comme charge dans un procédé subséquent de re-formation catalytique. Il est à noter comme particulièrement significatif le fait que cette fraction d'essence contenait un total de   82   en volume de précurseurs 
 EMI42.1 
 , '1' .... < .,,,'.:;,;.?'j aromatiques sous la forme'de Nphtènes et aromatiques, pratiquement pas d'hydrocarbures oléfiniques, et seulement 18% en volume   d'hydrocarbures   paraffiniques.

   De plus, cette fraction en particulier montrait un nombre octane relativement élevé, même en l'absence d'un traitement   ultérieur.   lies opérations décrites dans les exemples ci-dessus   on!;   été répétées sur les diverses matières constituant des charges afin d'obtenir la relation entre la répartition du produit et la sévérité de l'opération- .Pour obtenir cette relation la sévérité de l'opération a été indiquée par des pourcentages variables de conversion en hydrocarbures entrant en ébullition en-dessous de   2040.   Le tableau VIII qui suit indique le résumé de la distribution du produit, pour le kérosène, pour les huiles légères de cyclage   e   pour le gazoil sous vide,

   déterminée avec une sévérité d'opération ayant pour résultat une conversion de 60% en volume en hydrocarbures entrant en ébullition en-dessous de 204 C, et sans recyclage de liquide dans le traitement. 

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TABLEAU VIII. 



  Résumé de la distribution du produit. 
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<tb> Charge <SEP> E.Texas <SEP> Oklahoma <SEP> Huile <SEP> de <SEP> Wyo.-W.Tex.
<tb> 
<tb> 



  Kérosène <SEP> Huile <SEP> de <SEP> cyclage <SEP> Vac.Gazoil
<tb> 
<tb> cyclage <SEP> Iéduo
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Distribution <SEP> du
<tb> 
<tb> 
<tb> produit
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C1 <SEP> à <SEP> C3, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,0 <SEP> 1,7 <SEP> 1,0 <SEP> 0,9
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> C4 <SEP> à <SEP> 82 C, <SEP> % <SEP> en <SEP> vol. <SEP> 16 <SEP> 19 <SEP> 15 <SEP> 23
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 82 C-204 C, <SEP> % <SEP> en <SEP> vol. <SEP> 53 <SEP> 57 <SEP> 64 <SEP> 58
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 204 C <SEP> et <SEP> plus <SEP> lourds <SEP> %
<tb> 
<tb> en <SEP> vol. <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Total <SEP> C4 <SEP> + <SEP> rendement
<tb> 
<tb> renvoi.

   <SEP> 109 <SEP> 116 <SEP> 119 <SEP> 121
<tb> 
 
On peut noter de suite que dans les quatre cas, la production des hydrocarbures paraffiniques légers a été   extrmement   basse, ne s'élevant en aucun cas à plus de 2,0% en poids de la charge totale dans le processus de traitement. Plus significatif encore est le fait que dans tous les cas, on a constaté un gain volumétrique quant au rendement total en butanes et en hydrocarbures plus lourds.   Dans le   cas de la fraction de kérosène East Texas, le rendement total en butanes et hydrocarbures plus lourds, y compris ceux entrant en ébullition au-dessus de   204 C,   a été de 109,9% en volume. L'augmentation volumétrique la plus forte a été obtenue lors du traitement de gazoil sous vide, et était de 121%.

   Ainsi, la possibilité d'application du procédé selon la présente invention par traitement des charges entrant en ébullition à des températures supérieures à la température   d'ébullition de   l'essence, a été facilement reconnue. 



   Le fait que la présente invention offre des avantages spéciaux lorsqu'on traite des hydrocarbures plus lourds, comme 

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 montré par le gazoil sous vide Wyoming-West Texas, est très clai   1'8 ment   pro uvé . 



    REVENDICATIONS.   



   1. Procède pour l'hydrocraquage catalytiqued'hydrocarbures, comprenant la mise en réaction d'un courant d'une charge d'huile hydrocarbonée entrant en ébullition de manière prédominante au- dessus de   204 0   et contenant des composés azotés, dans une première zone de réaction avec de l'hydrogène en présence d'un catalyseur insensible à l'azote avec formation d'ammoniac en partant des dits composés azotés, enlèvement de l'ammoniac hors de l'effluent de la première zone de réaction, ensuite séparation hors du dit effluent d'une fraction légère normalement liquide ayant un point d'ébullition extrême compris entre 204 C et   232 C   et séparation également hors du dit effluent d'une fraction plus lourde contenant des constituants de l'effluent qui entrent en ébullition .

   entre la température finale d'ébullition de la dite fraction légère et 343 C,   -,-   mise en réaction d'un courant de la dite fraction plus lourde dans une deuxième zone de réaction avec de l'hydrogène en présence d'un catalyseur d'hydrocraquage sensible à l'azote, et mélange d'au moins la portion normalement liquide de l'effluent de la deuxième zone de réaction avec la portion normalement liquide de l'effluent de la première zone de réaction avant la séparation de la dite fraction légère de cet effluent.



   <Desc / Clms Page number 1>
 
 EMI1.1
 



  Proceda rllhvrjrnnrar "," ro
The present invention relates to a process for the conversion of hydrocarbons containing nitrogen to hydrocarbon products with a lower boiling point, and more particularly to a process for the production of hydrocarbons having a boiling point between the limits of the points. gasoline boiling point, starting from hydrocarbons with a much higher boiling point than gasoline and which are contaminated with appreciable quantities of nitrogen compounds.



   Hydrocracking which is often referred to as
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 also under the name -hy.lroE: enc: t, destructive ion "

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 to distinguish it from the simple addition of hydrogen to the ncn-saturated bonds between carbon atoms, performs well-defined changes in the molecular structure of the treated hydrocarbons. Therefore, hydrocracking can be considered retort being cracking carried out under hydrogenation conditions such that the products of lower boiling point cracking reactions are substantially more saturated than when hydrogen, or a substance providing l hydrogen is not present.

   The processes
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 r¯3hv (nnrns7tl: .tcfa are most often used for the conversion of various coals, tars and heavy waste oils in order to produce appreciable quantities of saturated products at boiling point, intermediate products suitable for their use. as household fuels, and heavier gas oil fractions which are used as household fuel, and heavier gas oil fractions which find their use as suitable lubricants.



  Although many of these hydrocracking reactions can be carried out on a thermal basis, the preferred technique of treatment involves the use of a catalyst mixture having a high degree of hydrocracking activity. However, in virtually all hydrocracking processes, whether thermal or catalytic, controlled or selective cracking is desirable from the standpoint of producing a larger amount of liquid product having improved anti-knock characteristics. and to ensure effective catalytic action for a longer period of time.

   in general, the lower molecular weight hyarocarbons which boil at
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 il = mperatiare between the li. from eb 1. tum-perature between ..., LI -1.tion of de

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 gasoline, have higher octane numbers, and a lower average molecular weight hydrocracked product will therefore generally last a higher octane number.



   Selective hydrocracking is of particular importance when processing hydrocarbons or mixtures of hydrocarbons which boil at a temperature exceeding the boiling temperatures of gasoline and middle distillates, i.e. Hydrocarbons and mixtures of hydrocarbons having an initial boiling point of between about 343 C and about 371 C, and an extreme boiling point of 538 C or higher.

   Selective hydrocracking of such hydrocarbon fractions results in higher yields of hydrocarbons having a boiling point including those of gasoline and middle distillates; that is to say, below about 343 C up to about 371 C, as well as appreciably higher yields of petroleum hydrocarbons, that is to say of hydrocarbons whose point boiling range is from about 38 C to about 204 C or 232 C, and containing isobutane and normal butane.

   Hydrocracking processes must be
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 selective in order to avoid excessive decomposition to hydro- .7 carbides of 1 = gasoline. qt. normally liquid in normally gaseous hydrocarbons, <i & Ô7 because otherwise the yield of gasoline produced may be reduced to a value at which the process is no longer economical. The desired selective hydrocracking involves the cleavage of a higher boiling hydrocarbon molecule into two molecules, both of which are normally liquid hydrocarbons.



  Also, in the selective hydrocracking, the removal of the methyl, ethyl and propyl groups which in the presence of hydrogen are converted into so-called "light paraffinic" hydrocarbons, in particular methane, ethane and propane, is controlled.

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 such that preferably no more than one of these radicals, or possibly two of them, are removed from a given molecule. For example, in the presence of hydrogen, normal decane could be reduced to two molecules of pentane, normal heptane could be reduced to hexane, and nonane to octane or heptane. On the other hand, uncontrolled or non-selective hydrocracking will result in the decomposition of normally liquid hydrocarbons into normally gaseous hydrocarbons, such as for example the conversion of normal heptane to seven molecules of methane.



   Another disadvantage of nonselective hydrocracking is the faster formation of coke and other heavy carbonaceous materials which precipitate on the catalyst and decrease its activity for the desired reactions thus shortening the process cycle and necessitating regeneration. more frequent of. catalyst, or its faster replacement with fresh catalyst. Deactivation of the catalyst also appears to inhibit hydrogenating activity to such an extent that an appreciable proportion of the hydrocarbon fraction with a boiling point close to that of gasoline, consists of unsaturated hydrocarbons, and thus this fraction does not. not very suitable for direct processing by catalytic reforming.

   Selective hydrocracking does not tend to effect appreciable hydrogenation, or saturation, of aromatics which have a high mixing octane number, and are therefore very advantageously used to increase the anti-detonating characteristics of the boiling fractions. close to that of gasoline.



   Compounds containing nitrogen contained by

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 raw material subjected to hydrocracking, such as pyrroles, amines, indoles, and other classes of organic nitrogen compounds result in relatively rapid deactivation of catalytically active metal components acting as hydrogenating agents, as well as the solid support acting as the acidic hydrocracking component of a wide variety of hydrocracking catalysts. Such deactivation appears to result from the reaction of nitrogen compounds with the various catalytic components, the value of this deactivation increasing as the treatment continues and as the nitrogenous raw material continues to contaminate the catalyst by the formation of nitrogen complexes. and catalyst components.

   Such deactivation is not a simple reversible phenomenon, since it cannot be rectified by simply heating the catalyst in the presence of hydrogen in order to decompose these nitrogenous complexes.



   The main object of the present invention is to provide a hydrocracking process which appreciably increases the yield of hydrocarbons having a boiling point close to that of gasoline, and to obtain an effectively controlled hydrocracking while avoiding the drawbacks ordinarily occurring. due to nitrogenous ontaminants and uncontrolled cracking.



   The process for the catalytic hydrocracking of hydrocarbons according to the present invention comprises reacting a stream of a hydrocarbon oil feed which boils predominantly above 204 C and containing nitrogen compounds, in a first reaction zone with hydrogen in the presence of a catalyst insensitive to nitrogen with formation of ammonia starting from, 3 said nitrogen compounds, removal of ammonia from the effluent

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 of the first reaction zone,

   then separating this effluent from a normally liquid light fraction having an extreme boiling point of between 204 C and 232 C and also separating out of said effluent from a heavier fraction containing constituents of the effluent which boiling between the final boiling temperature of said light fraction and 343 C, reacting a stream of said heavier fraction in a second reaction zone with hydrogen in the presence of a catalyst of hydrocracking sensitive to nitrogen, and Mixing at least the normally liquid portion of the effluent from said second reaction zone with the normally liquid portion of the effluent from the first reaction zone before separation from said light fraction of this effluent.



   In a specific embodiment of the invention, the mixture of the total normally liquid components of the effluents from the first reaction zone and from the second reaction zone is separated into a first fraction having an extreme boiling point of between 204 C and 232 C, a second fraction having an extreme boiling point of between 343 C and 371 C and a third fraction containing the hydrocarbons of the said mixture, the boiling point of which is higher than that of the second fraction, one reacts a stream of the second fraction with hydrogen in the second reaction zone, and at least a part of the third fraction is subjected together with the stream of the hydrocarbon feedstock to the reaction with hydrogen in the first zone of reaction.

   In this embodiment, part of the third fraction can be mixed, if desired, with the stream of the second fraction passing through the second reaction zone.

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   The nitrogen-insensitive catalyst employed in the first reaction zone preferably contains between 0.4% and 45.0% by weight of molybdenum and between 0.2% and 10.0% by weight of nickel on a consistent support. at least largely in alumina, the amount of nickel being smaller than the amount of molybdenum in the catalyst, and the support advantageously containing up to 12% by weight of silica. The nitrogen-sensitive catalyst employed in the second reaction zone generally comprises a single metal component selected from metals of Groups VI-A and VIII of the Periodic Table or mixtures of these metals on a support which in itself constitutes a cracking catalyst.

   This nitrogen-sensitive catalyst preferably contains between 0.5 and 10% by weight of nickel, or between 0.1 and 5.0% by weight of a platinum group metal on a support consisting of 88 and 75. % by weight of silica and from 12 to 25% by weight of alumina.



   In carrying out the process according to the present invention, it is preferred that the first or the second reaction zone is maintained at a pressure of between about 68 and about 204 atmospheres and that the first reaction zone is maintained at a temperature of substantially between 206 C and 538 C, while the second reaction zone is maintained at a temperature substantially between the limits of 260 C and 510 C and preferably at one. temperature 28 C to 83 C lower than the temperature in the first reaction zone.



   The present method can be understood more clearly by referring to the attached schematic drawing, which shows one embodiment.



   In this drawing, the various flow valves, chiller control valves, condensers, overhead reflux condensers, pumps, compressors, knockout pots and various accessories have been omitted because they are not.

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      essential for a full understanding of the present process and their use in the present operation will immediately be recognized by those familiar with the art of petroleum processing. t
Referring now to the drawing, the hydrocarbon feedstock, contaminated with an appreciable amount of nitrogen compounds, for example about 1000 up to about 5000 parts by weight per million parts, (ppm;

  ), and sulfur compounds up to 3.0% by weight, enter the treatment process through line 1 in line 3 where it is mixed with the hydrogen which enters through line 2. Although the hydrocarbon feedstock may have boiling points ranging from an initial boiling point of 343 C to a final boiling point of 538 C and above, the hydrocarbon feed in Line 1 should not be considered to be restricted to a feed having these boiling points.

   Therefore, the hydrocarbon feedstock forming the raw material may consist entirely of a heavy vacuum gas oil, or recycle material, having the stated limits for the boiling point, or the raw hydrocarbon material may consist of a fraction of kerosene partially boiling between the boiling points of gasoline and to a large extent between the boiling point limits of the middle distillates, i.e. a hydrocarbon feed with boiling point limits between about 177 C and about 288 C or 316 C.



  The term "middle distillate" and "light gas oil" refers to those hydrocarbon fractions which have a final boiling point of between about 343 C and about 371 C. The raw material may be a recycle light oil at the point of boiling completely between

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 the limits of the middle distillate, or else it could be a gas oil obtained under vacuum at a boiling point of between approximately 316 C and approximately 510 C. The process according to the present invention is particularly adaptable to the treatment of hydrocarbons contaminated by nitrogen having a boiling point substantially completely in excess of the boiling point of the middle distillate.



   In any case, the mixture of hydrogen and heavy hydrocarbons in the line 3, which enters the heater 4, is such that the hydrogen is present in quantities between about 178 and about 1425 normal liters per liter of charge. liquid hydrocarbon. The mixture is raised to a temperature of between about 260 C and about 5380C in the heater 4 and passes through line 5 into the cleaning reactor 6. This reactor is maintained under an imposed pressure of between about 6.8 atmospheres and about 204 atmospheres. atmospheres and according to one embodiment contains a nitrogen insensitive catalyst containing at least about 4.0% by weight molybdenum calculated as an element.

   The hydrocarbon feedstock will come into contact with the particular catalyst employed at a liquid hourly space velocity (defined as volumes of liquid feedstock per hour and per volume of catalyst in the reaction zone), between the limits of between about 0.5 and in. - about 10.0. Under these conditions, and in the presence of the molybdenum-containing catalyst, the organically bound nitrogen compounds are separated at nitrogen-hydrogen bonds to form ammonia which is released in free form from the reaction media.

   In addition, any sulfur compounds, for example mercaptans and thiophenes, are converted to hydrogen sulfides and the corresponding sulfur-free hydrocarbons. In addition to this efficient cleaning of the hydrocarbon feedstock, an appreciable conversion occurs

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 hydrocarbons, whereby heavier hydrocarbons boiling between about 371 C and about 538 C are converted by very selective cracking reactions to hydrocarbons boiling below about 371 C. The conversion reactions are such that a very small amount, or even none at all, of straight chain light paraffinic hydrocarbons occurs.

   The total reactor effluent is removed from reactor 6 by tank 7 and introduced into separator 8.



   Although shown as a single container, the separation device illustrated by separator 8 may consist of any means suitable for the separation of normally liquid hydrocarbons, which are indicated in the drawing as being removed from separator 8. through line 10, from a separate gas phase which may contain, for example, light paraffinic hydrocarbons, ammonia, hydrogen sulfide and carbon dioxide and which in the drawing is shown as leaving separator 8 through line 9.

   For example, water can be injected into line 7, being mixed there with the total effluent from the reactor and will then be subjected to separation, so that the ammonia is adsorbed and removed in the aqueous phase, while hydrogen sulfide and light paraffinic hydrocarbons are removed in gas phase, and normally liquid hydrocarbons are recovered separately through Line 10.



   The normally liquid hydrocarbons in line 10 are mixed with the effluent from hydrocracking reactor 26 or at least with the total amount of the normally liquid constituents of this effluent, retort described below, in line 11 and pass together into the fractionator 12.

   This device 12

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 operates under all appropriate pressure and / or temperature conditions resulting in the removal of light paraffinic hydrocarbons (C1 and C3) through line 13, heavier, normally liquid hydrocarbons including butanes, being removed from the fractionation apparatus 12 via line 14 in the fractionation apparatus 15 with side inlet. The device
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 Fractionation 15 contains a central well lb below which the hydrocarbons enter through line 14.



  The fractionator 15 operates under conditions of temperature and pressure such that hydrocarbons with a boiling point close to that of gasoline, including butanes, are removed through line 17, closing less than 1.0. ppm. of the aforementioned nitrogen compounds. Hydrocarbons with a boiling point close to those of the middle distillate, containing less than 5.0 ppm. nitrogen, are removed through line 21 at a point above central well 16. Any residual nitrogen compound entering fractionation apparatus 15 through line 14 is removed with the hydrocarbons boiling above it. from approximately 343 C to 371 C via line 18.

   It has been found that residual nitrogen compounds are in a wide
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 measure contained in the heavy fraction entering er:.? bulliicn at a temperature above the boiling point of the middle distillate. Hydrocarbons with a boiling point close to that of the middle distillate in line 21 exit, at least in part, introduced into line 24, containing valve 25, in heater 29.

   This stream of hydrocarbons at a boiling point close to that of the middle cistillate can be mixed with the heavier hydrocarbons coming from
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 l '; r8il Je frctiGnne, .en 15 par las c & ltic lE it -.'-- t- Cô j-I'd-i.OyirtC..cj'lt - par -t-33 Cane - Il.Ct. ttj.C'TlG
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 .- 'jj = ô is also mixed with the hydrogen ui enters through the :. - ':: ", :: cc> = - i.3ct - ::. i0n 31. If it is laughed at, a part is hy.rccnrburet

 <Desc / Clms Page number 12>

 
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 à Joint., t ébul, ition le ce Him du,! ist.illé: 1.t means, can be removed for storage through line 22 containing valve 23.



   In all cases where the concentration of residual nitrogen compounds of the heavier hydrocarbons leaving the
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 c.; :::: i3o.t, ion 13 is greater than about 5.0 parts per million, it is not desired to subject them to the conversion in the hydrocracking reactor 20, and in this case these hydrocarbons are preferably removed from line 18 in line 3 through valve 19 to combine with the initial hydrocarbon feedstock in line 1 and with hydrogen in line 2. In the latter method, the hydrocarbons which come to a boil at a temperature exceeding about 343 C or 371 G can be put back into the process, until exhausted.



   In any case, the hydrogen which enters through line 31 and combines with the hydrocarbons in line 24 is present in an amount of between about 178 and about 1070 normal liters per liter of these liquid hydrocarbons. The resulting mixture enters reheater 29 where it is raised to the desired temperature between about 260 ° C and about 510 ° C and generally at least 28 ° C lower than the temperature of the total feed passing through line 5 in reactor 6. The heated mixture coming from the heater 29 passes through the line 30 into the hydrocracking reactor 26.

   This reaction zone is maintained under an imposed pressure of between about 6.8 atmospheres and about 204 atmospheres and contains a suitable hydrocracking catalyst which differs from the catalyst in reaction zone 6 in being nitrogen sensitive. and contains at least one metallic component selected from metals of Groups VI-A and VIII of the Periodic Table and mixtures of these metals. The hydrocarbon feed '

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 passes from heater 29 through line 30 into hydrocracking reactor 26 at a liquid hourly space velocity of between about 1.0 and about 15.0.



   It is preferable that the total effluent coming from the hydrocracking reactor 26 passes through the line 27 containing the pump 28, into the line 11 and is then mixed with the normally liquid hydrocarbons in the line 10, then passing through the line 11 in the fractionator 12. If however desired, the normally gaseous constituents may first be separated from the effluent from the hydrocracking reactor 26 as described below, and in such case at least the constituents Normally liquid effluent from a hydrocracking reactor 26 passes through line 11.



   From the above description of the embodiment illustrated in the accompanying drawing, it can easily be seen that the present process is in fact a two-phase process for the production of hydrocarbons having a boiling point close to that of. gasoline, possessing in itself flexibility for the purpose of producing larger quantities of hydrocarbons with a boiling point close to that of the middle distillate. Various modifications can be made to the illustrated embodiment without departing from the present invention.

   For example, the separation means included in the separator 8 can be combined with the fractionation apparatus 12 and from this material one can obtain a type
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 somewhat different flow apparatus and flow apparatus. tel - k- 1wi tr However, it is obvious that a / type of flow will simply achieve the same object as that resulting from the type of flow already indicated. An essential characteristic feature of the method according to the present invention involves the system -

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 two-phase reactor, in which the liquid effluent streams from each individual phase or reaction zone are combined and then subjected to separation in the fractionator 12 and in the side-tap fractionator 15.

   The first phase using the cleaning reactor 6 achieves a practically complete destruction of nitrogen compounds as well as sulfur compounds contained in the raw material, completely or at least largely in hydrocarbons with a boiling point higher than that of gasoline. . By the appropriate choice of both the catalyst and the operating conditions, an appreciable degree of conversion will be achieved in reactor 6 by which the heavier hydrocarbons, in particular those which boil above 371 C, are converted into point-d hydrocarbons. lower boiling, without producing appreciable amounts of light paraffinic hydrocarbons, methane, ethane and propane.

   Since the catalyst in the reactor is chosen for the lack of sensitivity to nitrogen, the rapid deactivation of such a catalyst, otherwise occurring during hydrocracking of such nitrogenous feedstock, does not occur. not.



   The process according to the present invention applies most advantageously to raw materials derived from petroleum, more particularly to materials generally considered to be heavier than the fractions of average istülat. Such materials include gasoline fractions, heavy vacuum gas oils, lubricating oils and white oils, as well as high boiling bottoms or bottoms recovered from various catalytic cracking operations.

   Therefore, although the raw material of the present process may have an initial boiling point of between about 204 C and about 252 C and a

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 extreme boiling point of about 538 C or higher, the process provides additional advantages when treating raw hydrocarbon materials having appreciably higher initial boiling points, i.e. between about 343 C and about 371 C.



   In further describing the process according to the present invention and the various limitations imposed on this process, the entire process will be divided into two distinct, separate phases for the sake of simplicity and clarity. The first phase comprises a suitable reaction zone, a separation zone and / or a fractionation apparatus and these are used in such a manner and under conditions such that the practically complete removal of nitrogen and sulfur compounds from the hydrocarbon raw material, while producing hydrocarbons with a boiling point close to that of gasoline as a separate product,

   and hydrocarbons with a boiling point close to the middle distillate serving to provide most of the feed in the second phase of the entire process. Heavy hydrocarbon feed contaminated with nitrogen compounds after mixing with hydrogen and heating at the desired operating temperature is contacted with the nitrogen insensitive catalyst in the first reaction zone, the precise operating conditions of that zone depending on the various physical and chemical characteristics of the particular hydrocarbon feed that is subjected to the treatment. In any case, the reactor will be maintained at a temperature substantially between 260 C and 538 C, and under an imposed pressure generally between 6.8 atmospheres and 204 atmospheres.

   High pressures between these limits appear to promote the destructive removal of nitrogenous compounds, as well as the conversion of hydrocarbons which boil at a temperature in excess of about

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 371 C and are therefore preferable; thus, the first reaction zone is preferably operated under an imposed pressure of between about 68 atmospheres and about 204 atmospheres.

   While the hydrocarbon feedstock will contact the particular catalyst employed at a liquid hourly space velocity generally between about 0.5 and about 10.0, lower liquid hourly space velocity limits will be employed, i.e. say between about 0.5 and about 3.0 in all cases where the heavy hydrocarbon feed is contaminated with relatively large amounts of nitrogen compounds.

   The catalyst placed in this first reaction zone serves a dual function; that is, the catalyst is insensitive to the presence of appreciable amounts of both nitrogen compounds and sulfur compounds and at the same time it is capable of effecting both their destructive removal and the conversion of the entering hydrocarbons. boiling at a temperature in excess of about 343 C or 371 C. A catalyst comprising relatively large amounts of molybdenum calculated as an element, in admixture with a suitable support such as alumina, is very suitable for carrying out the desired operation in this first phase of the reaction.



  A particularly preferable catalyst mixture for use in this first reaction zone comprises between about 4.0% and about 45.0% by weight molybdenum and uses alumina as a support material. It is preferred to use alumina in the absence of other refractory inorganic oxidized materials such as silica, zirconium oxide, magnesia, titanium oxide, thorium oxide and oxide.
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 boron. , 1loiq, ue these refractory inorganic oxides can 1 "ire employed in q ': anities 2'2.LCtlv-'f: aht lawbles with respect to the' 4U '> = it.ité à'é" lqr;

  1inf and preferably more than about 12p

 <Desc / Clms Page number 17>

 by weight of the mixture with Illumine, they appear in some cases to impart an excessive cracking activity to the catalyst in the first reaction zone such that these hydrocarbons, entering a boiling temperature at a temperature above about 343 C or 371 C, would be subjected to a non-selective cracking with production of an excessive amount of light paraffinic hydrocarbons. Small amounts of nickel, especially between about 0.2% and about 10.0%, or similar amounts of cobalt and / or iron, may be used in combination with the relatively larger amounts of molybdate.



   The catalyst mixture for use in the first reaction zone can be made in any suitable manner; a particularly suitable method.
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 # ntag6uôe uses an impregnation technique, so when the catalyst must contain both nickel and molybdenum, the preparation method involves the first formation of an aqueous solution of water-soluble compounds of the desired metals, for example nickel nitrate or nickel carbonate, and ammonium molybdate or molybdic acid. The alumina particles serving as a carrier are mixed with the aqueous solutions and are then dried at a temperature of about 93 C.

   The dry mixture is then oxidized in an oxidizing atmosphere such as air, at an elevated temperature of between about 593 C and about 927 C and for a period of between about 2 hours and about 8 hours, or more.



   Gaseous ammonia and hydrogen sulfide, resulting from the destructive removal of nitrogen and sulfur compounds in the first phase of the reaction, are removed in any suitable manner from the total reaction zone effluent. For example, the total effluent can be mixed

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 with water and then subjected to a separation such that the ammonia is absorbed in the aqueous phase. Or the total effluent from the reaction zone can be passed into a separation zone against the current with a liquid absorbent such that ammonia, hydrogen sulfide and other gaseous constituents are effectively removed.



  In addition to the removal of hydrogen sulfide and ammonia, it is desired that the small amount of light paraffinic hydrocarbons, methane, ethane and propane, resulting from the rather severe conditions prevailing in the first reaction zone, be removed from efflaent. Therefore, the separation zone can include a low temperature glow temperature so as to remove ammonia and light paraffinic hydrocarbons as a gas phase.



  As shown in the drawing, these light paraffinic hydrocarbons, together with the normally liquid hydrocarbons, can be introduced into a fractionation column so as to remove the light paraffinic hydrocarbons from the system. This latter method has the additional advantage of To be flexible enough to function as a beginner or depentanizer when desired, apply such a treatment technique. In addition, this method allows the simultaneous fractionation of the effluent from the hydrocracking reactor 26 to remove the light paraffinic hydrocarbons, after removal of the ammonia, from the effluent of the first phase of the process.



   Regardless of the particular means of separation employed, the resulting normally liquid hydrocarbons which now boil between about 38 C and about 371 C or higher, and containing butanes, will contain some residual nitrogen compounds. Normally liquid hydrocarbons are therefore distilled

 <Desc / Clms Page number 19>

 by the use of a side-setting fractionator under conditions delivering a core fraction boiling between about 204 C and about 343 C, this core fraction being substantially entirely free of nitrogen compounds.

   Hydrocarbons which boil below about 204 C qt which include hydrocarbons with a boiling point close to that of gasoline, produced in the second phase of the process, are removed at the top of the fractionator at side socket, and can be forwarded to storage meanwhile; their subsequent use, either as feed for a catalytic reforming unit, or as a constituent of gasoline mixture. The small amount of residual nitrogen compounds is removed in the hydrocarbon fraction boiling above about 340 ° C at the bottom of the side-tap fractionator.



   The second phase of the present process is intended to convert the hydrocarbons having a boiling point close to that of the middle distillate and which are now free of nitrogen, at the same time if desired with at least part of the hydrocarbon stream entering the boiling point. above about 343 C and about 371 C, in hydrocarbons which boil between the boiling limits of gasoline.

   While it has been said above that the raw material with a boiling point close to that of the middle distillate for the second phase reaction zone 26 contains less than about 5.0 parts of nitrogen compounds per million, it It is preferred that the fractionation system be operated under conditions resulting in a hydrocarbon mixture having a boiling point near that of the middle distillate T containing less than about one part nitrogen per million, and more preferably still less than 0.3 about part nitrogen per million.

   In any case, when the hydrocarbons entering

 <Desc / Clms Page number 20>

 boiling above a temperature between about 340 C and 371 C contain a sufficient amount of residual nitrogen compounds to cause, when fed to: The second phase of the reaction, a total concentration of nitrogen entering the the hydrocracking reactor 26 above 5.0 parts per million, these hydrocarbons will be put back into circuit through value 19 and line 3 to combine with the initial hydrocarbon feed in order to remove the excess of compounds nitrogenous.

   In such a situation, in order to maintain substantially continuous operation in hydrocracking reactor 26, a larger amount of middle distillate will be treated in this reaction zone.



   Since the total charge of hydrocarbons in the second reaction zone can contain up to about 5.0 parts nitrogen per million, it is very advantageous to use certain catalyst components which are most effective for careful hydrocracking of the middle distillate feed, containing these residual nitrogen compounds but not adversely affected by them. For example, alumina is a good agent for the removal of nitrogen when it contains relatively small amounts of silica (about 12% by weight).

   Similarly, silica is a good hydrocracking catalyst when it contains a relatively small amount of alumina, but yet it is not by itself a good agent.
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 for removal, .dé. nitrogen .. - Dunēfê8 .similaire, the metallic constituents of the catalyst placed inside the second reaction zone will show similar tendencies. For example, as well as

 <Desc / Clms Page number 21>

 shown with respect to the first reaction zone, molybdenum is a good agent for nitrogen removal but is not relatively active as a hydrocracking or hydrogenation catalyst. On the other hand, nickel is a good hydrogenation catalyst, but does not have a relatively high degree of activity by itself for the removal of nitrogen compounds.

   Catalytic mixtures which include at least one metallic component selected from Groups VI-A and VIII of the Periodic Table including chromium, molybdenum, tungsten, iron, cobalt, nickel, palladium, platinum, ruthenium, rhodium, osmium, iridium, and mixtures of two or more of these metals, including nickel-molybdenum, nickel-chromium, molybdenum-platinum, cobalt-nickel-molybdenum, molybdenum-palladium, chromium-platinum, chromium-palladium and molybdenum-nickel, - palladium, and a mixture of silica and approximately 10% to 90% by weight of alumina, constitute hydrocracking catalysts which can be used in the second phase of the process according to the present invention,

   having a relatively high activity relative to the conversion of hydrocarbons having a boiling point close to that of the middle distillate, this activity being practically unaffected, even by the relatively small quantities of nitrogen, of less than about. 5.0 parts nitrogen per million.



   The solid support material produced synthetically for use in the secondary phase catalyst, which support material also has hydrocracking tendencies, can be obtained in any way.
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 . : ili ".". "'\ -' '... 1 ....).;.,. ,,:",:' ::: appropriate, including Its successive separate methods

 <Desc / Clms Page number 22>

 or co-precipitation. For example, alumina can be prepared by adding a reagent such as ammonium hydroxide or ammonium carbonate to an aluminum salt, such as aluminum chloride, aluminum nitrate, or aluminum acetate, in sufficient amounts to form aluminum hydroxide. Aluminum chloride is generally preferred as the aluminum salt to be employed,

   not only for the ease of subsequent washing and filtering, but also because it seems to give better results. The resulting precipitate is converted by drying to alumina. The alumina particles can take any desired shape, such as spheres, pills or extrudates.

   A particularly preferable form of alumina is the sphere, and these spheres can be manufactured continuously by passing droplets of an alumina hydrosol through an oil bath maintained at elevated temperature, retaining the droplets in the oil bath until they solidify as solid hydrogel spheroids;

   this particular method known generally as the oil drop method has been described in detail in U.S. Patent No. 2,620,314 issued to James Hoekstra. It is understood that -The foregoing description regarding the preparation of alumina particles, star, applies to the preparation of -The support material employed in the manufacture of the catalyst mixture used in the first reaction zone. In an analogous manner, the silica can be prepared in any suitable manner, one of these methods consisting in mixing the sodium silicate and a mineral acid under conditions allowing the precipitation of a nydrogel.

 <Desc / Clms Page number 23>

 
 EMI23.1
 silica.

   The silica is then washed with the water containing a small amount of suitable electrolyte in order to remove the sodium ions. Other refractory oxidized compounds can be prepared in a manner analogous to that described above by
 EMI23.2
 return to the alvmine.



   The cracking catalyst component of the catalyst of the second reaction phase of the present process comprises at least two refractory inorganic oxides and such a mixture can be prepared in any suitable manner, including separate, sequential, or alternate methods.
 EMI23.3
 of co-precipitation. In the separate method of precipitation, the oxides are precipitated separately and are then mixed, preferably in the wet state.

   When successive precipitation methods are employed, the first oxide is precipitated as described above and the slurry moist, either with prior washing or without washing.
 EMI23.4
 preaedbîe, is mixed with a salt of the other constituent. Precipitation of the oxide of the latter component is accomplished by adding a suitable alkaline or acidic material to the resulting slurry. The resulting mixture can then be dried and shaped into the desired shape, and / or desired dimensions.

   When the catalyst employed in the second reaction pone comprises silica and alumina, and / or silica, alumina and zirconium oxide, it will be obtained by mixing an acid.
 EMI23.5
 such as hydrochloric or sulfuric acid, with silicate ....... Commercial sodium glycoside under conditions allowing precipitation of the silide, by washing the precipitate with acidulated water or by other means of removing sodium ions,

 <Desc / Clms Page number 24>

 by mixing with an aluminum salt, such as aluminum chloride and / or any suitable zirconium salt,

   and either by then adding a bank precipitant such as ammonium hydroxide to precipitate the alumina therein, and the zirconium oxide, or by forming the oxide (s) by thermal decomposition of the salt according to the circumstances. The silica-alumina-zirconium oxide cracking component can be formed by adding together or separately the aluminum and / or zirconium salts. Other cracking components can be prepared in a similar manner.



   The catalytically active metal component of the catalyst placed in the second reaction zone is then mixed with the cracking component mentioned above. The active metal components are generally employed in amounts from about 0.1 to about 20.0% by weight of the total catalyst, and can be incorporated in any suitable manner into the cracking component.

   Impregnation techniques can be advantageously employed by first forming an aqueous solution of a water soluble compound of the desired metal, eg platinum chloride, palladium chloride, nickel nitrate, molybdate. ammonium, molybdic acid, chloroplatinic acid, or chloropalladic acid, and mixing the solution with the cracking component in a steam dryer. Other suitable metal-containing solutions which may be employed are colloidal solutions or suspensions of the desired metal cyanides, metal hydroxides or metal sulfides. When these solutions are not soluble in water at temperature

 <Desc / Clms Page number 25>

 employed, other suitable solvents such as alcohols or ethers may be employed.

   The final catalytic mixture after all of the catalytic components are present therein, is dried for a period of between about 2 hours and about 8 hours or more, and is then oxidized in an oxidizing atmosphere, e.g. air, at elevated temperature, between about 593 C and about 927 0, and for a period of between about 1 hour and about 8 hours, or more. After this high temperature oxidation, the catalyst is reduced for a period of between about half an hour and about 1 hour at a temperature between about 371 C and about 53 ° C, and in the presence of hydrogen.

   When desired, the catalyst can be reduced "in situ", that is, by placing the catalyst within the second reaction zone and subjecting it to a forced flow of hydrogen from the system. at a temperature of about, 31600.



   As described above, it is preferable that the catalyst in the second reaction zone comprises at least two refractory inorganic oxides, preferably alumina and silica. When silica and alumina are used in combination, the latter compound will generally be present in amounts of between about 10% and about 90% by weight. As shown in the examples which follow, excellent results have been obtained by the use of mixtures of 88% by weight of silica, and 12% by weight of alumina, and of 75% by weight of silica and 25% by weight of alumina, in the catalyst of the second reaction phase, thus than by using a mixture of 88% by weight of alumina, and 12% by weight of silica

 <Desc / Clms Page number 26>

 in the catalyst of the first reaction phase.

   While the total amount of metal components of the catalyst placed in the second reaction zone is between about 0.1% and about 20.0% by weight of the total catalyst, the group VI-A metal, such as chromium, molybdenum or tungsten is generally present in amounts of between about 0.5% and about 10.0% by weight of this catalyst.



  When a metal from the iron subgroup of group VIII, such as iron, cobalt or nickel, is employed in this catalyst, it is present in an amount of between about 0.2% and about 10.0%. by weight, while if a noble metal such as for example platinum, palladium or iridium is employed, it will be present in amounts of between about 0.1% and about 5.0% and preferably between 0, 1% and 2.0% by weight of the total catalyst. When the metal component of the second phase catalyst consists of both a Group VI-A metal and a Group VIII metal, it will contain metals of the above group in a weight ratio of between about 0.05: 1 and about 5.0: 1 of the metal component of Group VIII, relative to the metal component VI-A.

   Examples of metallic components in catalysts particularly suitable for use in the second reaction zone are as follows: 6.0 wt% nickel and 0.2 wt% molybdenum; 6.0% by weight of nickel; 0.4% by weight of palladium; 6.0 wt% nickel and, 2 wt% palladium; 6.0 wt% nickel and 0.2 wt% platinum.



   The catalyst employed in the second phase of the process according to the present invention is preferably placed in the reaction zone in the form of a fixed bed.

 <Desc / Clms Page number 27>

 



  Due to the characteristics of the feed in the second phase of the reaction, the operating operations in the reaction zone are relatively smooth. Therefore, the operating temperature at which the catalyst is maintained in the second reaction zone, can be at least about 28 G lower than the temperature employed in the first reaction zone. It is not uncommon in the process according to the present invention to carry out the second reaction zone at a temperature which is up to 83 ° C. lower than the temperature in the first reaction zone.

   In addition, due to the nature of the feed in the second reaction zone, the level of liquid feed in this zone can be appreciably greater than that of the feed in the first reaction zone and ordinarily it is between about 1 .0 and about 15.0 liquid hourly space velocity. The total influent from the second reaction zone can pass to a separation zone at suitable low temperature and high pressure where a gas stream rich in hydrogen is withdrawn and recirculated to provide at least part of the hydrogen which is. mixed with the liquid hydrocarbon material constituting the feed.

   The normally liquid hydrocarbons, containing the light paraffinic hydrocarbons (CI to C3) and the butanes, are combined with the normally liquid hydrocarbons resulting from the separation means employed in the first reaction phase to subsequently remove therefrom the hydrocarbons having a boiling point. close to that of gasoline.

 <Desc / Clms Page number 28>

 



   An essential characteristic feature of the present invention is the system of two separate integrated phases in which the entire process is carried out. By using the process according to the present invention, a greater concentration of hydrocarbons is produced. boiling close to that of gasoline and middle distillate starting from the hydrocarbons which come to boiling above the boiling point of the middle distillate. In addition, greater concentrations of near-boiling point hydrocarbons in gasoline are produced from hydrocarbons near boiling point of the middle distillate which were produced in the first phase of the process. .



  The total effect is an appreciable reduction in the amount of light paraffinic hydrocarbons which otherwise result from non-selective one-phase hydrocracking, with hydrocarbons boiling at a temperature above the boiling points of gasoline. Another advantage is that the use of the present invention results in retention of aromatic hydrocarbons which boil at temperatures close to the boiling points of gasoline and are suitable as constituents of engine fuel blends.

   In addition, the process according to the present invention results in a hydrocarbon product with a boiling point close to that of gasoline, substantially free of unsaturated hydrocarbons, and therefore suitable as a raw material for a unit of gasoline. catalytic re-formation in order to further raise its octane number.

   Thus, by using the process according to the present invention, a hydrocarbon feed with a boiling point exceeding approximately

 <Desc / Clms Page number 29>

 340 to 371 C can be converted almost completely into hydrocarbons with a boiling point close to that of gasoline, in spite of the presence of extremely large quantities of nitrogenous compounds and without the usual high loss of yield. of an excessive amount of light paraffinic hydrocarbons, and also without undermining the deactivation of the catalyst / encountered in the single phase hydrocracking process, oils which are generally used as raw materials in the process.



   When the present process is carried out in a continuous manner, it is preferable to use each catalyst as a fixed bed in the respective reaction zone, as illustrated in the accompanying drawings. The mixtures of hydrocarbons and hydrogen are continuously charged into the reaction zones and flow
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 the downward direction through the catalyst, or if C4 e) the mixture ,, p, wc'r as desired / may flow either in an updraft or in a radial flow through the zones of readtion
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 Alternatively, the operation can be done as a moving bed type, or as a suspension type of operation, where the catalyst and the hydrocarbons form a slurry through the respective reaction zone.



   The following examples are given to further illustrate the process according to the present invention and
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 to indicate the advantages obtained by sor) itilization. .. -. * "" "'' '" -

 <Desc / Clms Page number 30>

 EXAMPLE I.



   This example illustrates the process according to the present invention as applied to a hydrocarbon feed, fully boiling above the boiling point of gasoline and almost completely above the boiling point of the middle distillate. . The feed was gas oil obtained under vacuum from a Wyoming-West Texas crude product and had the properties shown in Table I below, where the distillation data was determined by the ASTM method.



   Table I.



   Vacuum Diesel - Properties.
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<tb>



  Specific <SEP> weight <SEP> to <SEP> 15.6 C <SEP> 0.9393
<tb>
<tb>
<tb> Distillation <SEP> in <SEP> CI
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Initial <SEP> boiling point <SEP> <SEP> 310
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> the% <SEP> 383
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30% <SEP> 421
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50% <SEP> 446
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 70% <SEP> 467
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 90% <SEP> 493
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 95% <SEP> 532
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> to <SEP> 204 C <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> "Bottoms" <SEP> 2.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total nitrogen <SEP>, <SEP> ppm. <SEP> 1300
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sulfur, <SEP> weight <SEP>% <SEP> 2.58
<tb>
 
The catalyst employed in the first reaction zone comprised 2.0 wt% nickel and 22.5 wt% molybdenum calculated as element.

   the catalyst was prepared using a single impregnation technique involving 100 parts of alumina spheres (prepared by the oil drop method described in issued U.S. Patent 2,620,314

 <Desc / Clms Page number 31>

 to James Hoekstra) and a single impregnation solution containing hexahydrate nickel nitrate (2.4 parts by weight of nickel) and molybdic acid (30.0 parts by weight of molybdenum).



  The catalyst was placed in a reaction zone maintained under an imposed pressure of 102 atmospheres, and an inlet temperature in this zone of 410 C. The liquid feed was treated at a rate of 0.5 liquid hourly space velocity, and was combined with hydrogen in an amount of 1068 normal liters per liter of oil charge. Following separation to remove ammonia, hydrogen sulfide and paraffinic hydrocarbons. Lightweight (C1 to C30, the normally liquid effluent from the reaction zone was fractionated in a multi-tray distillation column to give four fractions.

   These fractions were: 1) a butane fraction at 82 ° C; 2) a fraction between 82 C and 204 C; 3) a fraction (middle distillate) between 204 C and 343 C; and 4) a bottoms fraction containing the hydrocarbons boiling at a temperature in excess of, 343 * 0. As to the amount of residual nitrogen compounds contained in these fractions, reference will again be made to the accompanying drawing. The normally liquid total hydrocarbon effluent, after the separation carried out to remove ammonia and light paraffinic hydrocarbons, i.e. the stream shown in the drawing as passing through Line 14, contained approximately 18 parts of nitrogen total per million.

   Following fractionation in the side-setting column 15, the total nitrogen content of hydrocarbons with a boiling point close to that of gasoline, those having an extreme point of about 2040, was practically zero, that of gasoline. mixed distillate fraction shown on line 21 of the drawing, contained less than 3.0 parts nitrogen per million, while the hydrocarbon stream

 <Desc / Clms Page number 32>

 shown as being in line 18, contained - approximately 40 parts nitrogen per million.

   It should be noted that a part of the latter stream which contains hydrocarbons with a boiling point greater than about 343 C
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 1 '; z ,: 11; #, .... can combine with the middle distillate fraction employed as the oil feed for the second reaction zone of the present process, at least up to the point, where the: content of nitrogen compounds of the resulting oil charge does not exceed
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 not about: 0 parts per million. Other checks carried out on the various fractions are indicated in Table II which follows: TABLE II.



   Control of products starting from vacuum diesel.
 EMI32.3
 



  Fraction limit * 000 83-204 C 204-3 ° 3 C 3 ° 3 'C
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<tb> Volume <SEP>% <SEP> of total <SEP> <SEP> 22.6 <SEP> 47.0 <SEP> 39.0
<tb>
<tb>
<tb> Specific <SEP> weight <SEP> to <SEP> 15.6 C <SEP> 0.7892 <SEP> 0.8373 <SEP> 0.8373
<tb>
<tb>
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> in <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ruin <SEP> of boiling <SEP> 116 <SEP> 219 <SEP> 354
<tb>
<tb>
<tb> 10% <SEP> 138 <SEP>, <SEP> 242 <SEP>. <SEP> 377
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30% <SEP> 156 <SEP> 261 <SEP>. <SEP> 391 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 50% <SEP> 160 <SEP> 277 <SEP> 407
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 90% <SEP> 182 <SEP> 321 <SEP> 463
<tb>
<tb>
<tb> extreme <SEP> <SEP> 203 <SEP> 345 <SEP> 488
<tb>
 
 EMI32.5
 Analysis of the type of hydrocarbon;

  "" '
 EMI32.6
 
<tb> Vol. <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> Paraffins <SEP> 41
<tb>
<tb> Naphthenes <SEP> 51
<tb> Olefins <SEP> 1
<tb>
<tb> Aromatics <SEP> 7
<tb>
   * The yield of light paraffinic hydrocarbons (C1 to C3) was 2.2% by weight and the fraction C4-83 C was 3.0 vol. %.



   To illustrate the second phase of the process according to the present invention, the boiling point hydrocarbons
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 between 204 0 and 34300 were introduced into -. ,, ire

 <Desc / Clms Page number 33>

 reaction zone containing a catalyst comprising 6.0 wt% nickel (calculated as part) and a mixture of 75 wt% silica and 25 wt% alumina.



  The silica-alumina mixture was prepared by diluting 1610 fatty sodium silicate (28% by weight, BiO2) with 3220 cm3 of water, adding thereto 400 cm3 of hydrochloric acid, plus an additional 800 cm3 of water. The resulting acid-silica hydrosol was then added to 1580 cc of an aluminum sulfate solution with a specific gravity of 1.28 and was prepared starting from crystals of hydrated aluminum sulfate free of iron. The resulting alumina-silica hydrosol was then mixed with vigorous stirring with 1280 cm3 of an aqueous ammonium hydroxide solution containing 640 cm3 of a 28% by weight ammonia solution. The resulting hydrogel was filtered, slurried back into 8 liters of water, and dried.

   The dried material was subjected to various washing procedures with filtration, until the filtrate indicated a negative result for sulfate ions. The sulfate-free mixture was further dried at a temperature of 149 ° C., ground to a fine powder, and formed into 3.2 mm x 3.2 mm cylindrical pills.



  The pilues were subjected to calcination at high temperature in an air atmosphere for 3 hours and at a temperature of 649 C. An impregnation solution was then prepared by dissolving 60.0 fat of nickel nitrate hexahydrate in water, and diluting the resulting solution to about 700 ml with water. A 200 gram fraction of the alumina-silica mixture described was impregnated with the resulting impregnation solution in a rotary steam dryer. The dried catalyst was then calcined at an elevated temperature of 649 C.



  This catalytic converter has been placed in? reaction zone under the

 <Desc / Clms Page number 34>

 form of a fixed bed and maintained under an imposed pressure of 102 atmospheres. During the processing of the raw material consisting of the middle distillate, the inlet temperature to the reactor was maintained at a level of 327 ° C. The raw material was introduced into the reaction zone at a rate equivalent to a space velocity liquid hourly of 3.0 and was mixed with hydrogen in an amount of 534 normal liters per liter of oil in the charge.

   The entire effluent from the reaction zone was separated to give a hydrogen-rich gas stream, which was recirculated to combine with the mixed distillate forming the feed. The remaining normally liquid hydrocarbons, including light paraffinic hydrocarbons (C1 to C3) were subjected to fractionation in a laboratory column with several trays, and the results of this fractionation are shown in Table III which follows.



   TABLE III.



   Volumetric yields starting from middle distillate.
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<tb>



  Constituents * - <SEP> Yield <SEP> Vol. <SEP>%
<tb>
<tb> Total <SEP> butanes <SEP> 7.9
<tb>
<tb>
<tb> Pentanes <SEP> and <SEP> hexanes <SEP> 15.3
<tb>
<tb>
<tb> Heptanes <SEP> to <SEP> 204 C <SEP> 47.2
<tb>
<tb>
<tb> 204 C <SEP> and <SEP> plus <SEP> heavy <SEP> 39.5
<tb>
 * Light paraffinic hydrocarbons (0 to C3), the yield was 0.67% by weight.



   The yields given in Table III are based on the amount of middle distillate that was charged, and it should be noted that the resulting light paraffinic hydrocarbons are practically negligible, as they represent only 0.67% by weight of the mixture. total load. It is

 <Desc / Clms Page number 35>

 furthermore to note that there was a yield by volume of 70.4% of hydrocarbons with a boiling point close to that of gasoline, including butanes, and a yield of 39.5% of hydrocarbons at a boiling point close to that of the middle distillate.

   This latter fraction can easily be put back into circuit to combine with the initial charge of middle distillate and these hydrocarbons are effectively put back into circuit, until exhaustion.



  EXAMPLE II.



   This example shows the applicability of the present process to a hydrocarbon fraction with a boiling point close to that of gasoline, the greater part of which boils within the limits of the boiling temperatures of the medium titillate. The feed was constituted by an East Texas kerosene having the properties shown in Table IV which follows.



   TABLE IV.



     Kerosene East Texas - Properties
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<tb> Specific <SEP> weight <SEP> to <SEP> 15.6 C <SEP> 0.8189
<tb>
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> in <SEP> C
<tb>
 
 EMI35.2
 186 "initial boiling point,
 EMI35.3
 
<tb> 10% <SEP> 211
<tb>
<tb> 30% <SEP> '<SEP> 222
<tb>
<tb> 50% <SEP> 230
<tb>
<tb> 70% <SEP> 241
<tb>
<tb> 90% <SEP> 258
<tb>
<tb> Extreme <SEP> point <SEP> 283
<tb>
<tb>% <SEP> to <SEP> 204 C <SEP> 5.0
<tb>
 
 EMI35.4
 ce 3t'tOTfBn 0.8
 EMI35.5
 
<tb> Total nitrogen <SEP>, <SEP> ppm. <SEP> 3.6
<tb>
<tb> Sulfur, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> 0.036
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> Types of Hydrocarbons, <SEP> Vol.

   <SEP>%
<tb>
<tb> Paraffins <SEP>)
<tb>
 
 EMI35.6
 .aphtenes - S2.8
 EMI35.7
 
<tb> Olefins <SEP> 0.4
<tb>
 
 EMI35.8
 Aromatics 16, 8

 <Desc / Clms Page number 36>

 
The kerosene fraction was first introduced into a first reaction zone or cleanup reaction zone at a pressure of 54.2 atmospheres and an inlet temperature of 371 C. The feed was mixed with hydrogen in an amount of 178 normal liters per liter of oil, and contacted with the catalyst placed in the reaction zone at a liquid hourly space velocity of 5.0.

   The catalyst employed in the cleaning reaction consisted of cylindrical alumina pills having dimensions of 3.2mm x 3.2mm, which had been '' impregnated, using a single impregnation solution, with 2.0%. by weight of cobalt and 6.0% by weight of molybdenum, calculated as elements. Hydrogen sulfide, ammonia, and hydrogen were removed from the total reactor effluent in a high pressure separator, the hydrogen being recirculated to combine with the mixed hydrogen with the faction of kercene before its introduction into the cleaning reaction zone.

   The remainder of the effluent from the reaction zone passes to a fractionator where the light paraffinic hydrocarbons, methane, ethane, and propane have been removed and a stream of normally liquid hydrocarbons is obtained, containing butanes and components. heavier. This stream was then subjected to a further fractionation operation to give a butane fraction, a C5 hydrocarbon fraction having a final boiling point of 46 C, a C6 hydrocarbon fraction (46 C to 82 C), a fraction 82 C-204 C, and hydrocarbons with a boiling point exceeding 204 C.



   The fraction which boils above 204 C was then mixed with hydrogen in an amount of 534 liters.

 <Desc / Clms Page number 37>

 per liter of this oil fraction, and introduced at a liquid hourly space velocity of 1.0 into a second reaction zone or hydrocracking zone maintained at a pressure of 102 atmospheres and a temperature of about 302 C. the catalyst placed in this hydrocracking reaction zone comprised 0.4% by weight of palladium mixed with a cracking component consisting of 88% by weight of silica and 12% by weight of alumina.



  The total effluent from the reaction zone, from the hydrocracking reactor, was combined with the effluent from the first reaction zone after removal of ammonia and before separation of the light paraffinic hydrocarbons (CI to C3). Various checks of the product, and part of the resulting yields are given in Table V which follows.



   TABLE V.



   Inspection of kerosene charge products.
 EMI37.1
 
<tb>



  Fraction, <SEP> limits <SEP> in <SEP> <SEP> C <SEP> 82-204 0 <SEP> 204 =
<tb>
 
 EMI37.2
 specific roids at 15.6 C 0.7678 0.7: 301
 EMI37.3
 
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> in <SEP> <SEP> C
<tb> Boiling point <SEP> <SEP> 99 <SEP> 213
<tb>
<tb> 10% <SEP> 109 <SEP> 218
<tb>
 
 EMI37.4
 30% 2 '' '17 221
 EMI37.5
 
<tb> 50% <SEP> 126 <SEP> 225
<tb>
<tb> 70% <SEP> 142 <SEP> 231
<tb>
 
 EMI37.6
 90%, a,, 168, 246 95% .E z; k, s; i7 $ ¯ 254
 EMI37.7
 
<tb> Point <SEP> final <SEP>, <SEP> 191 <SEP> 274
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Analysis <SEP> of the <SEP> type <SEP> of hydrocarbons, <SEP> vol. <SEP>%
<tb>
 
 EMI37.8
 Piraffins '37'
 EMI37.9
 
<tb> Olefins <SEP> zero
<tb>
<tb> Naphthenes <SEP> 46 <SEP> -
<tb>
<tb> Aromatics <SEP> 17
<tb>
<tb> Numbers <SEP> octane
<tb>
 
 EMI37.10
 "F-1 Clear";

   , 'Y.6 9
 EMI37.11
 
<tb> "F-1, <SEP> + <SEP> 3 <SEP> ce. <SEP> TEL" <SEP> 83.1
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 38>

 
The portion of liquid product boiling up to 82 C, consisted of 33.3% by weight of butanes, 34.2% by weight of C5 :. 46 C and 32.6% by weight of C6 hydrocarbons (46 to 82 C). The octane number of the debutanized fraction up to an extreme temperature of 82 C was 82.4 "F-1 Clear", and 96.3 "F-1 + 3 cc TEL."
The fraction with a boiling point close to that of gasoline, boiling between 82 C and 204 C, was obtained in an amount of 53% by volume, based on the total charge in the first reaction zone.

   The characteristics of this fraction, as shown in Table V, are such that this fraction is ideally suited for the subsequent treatment in a catalytic reforming process to increase the! octane numbers, or its anti-explosive characteristics. It should be noted that the fraction is practically free of complete marriage of olefinic hydrocarbons and that it contains 17 by volume of aromatic hydrocarbons and 46% by volume of naphthenic hydrocarbons.



    : Example III.



   This example illustrates the possibility of applying the present process to the use of various light cycling oils, coming fully to the boiling point at a + temperature greater than the boiling point of the absence, and partially at a temperature above boiling point of the middle distillate. Two individual charges were treated separately by the method described in Example II; of them was an Oklahoma light cycling oil with boiling points between 231 C and 352 C. Other properties of these light recycling oils are given in Table VI below.

 <Desc / Clms Page number 39>

 



   TABLE VI Oklahoma and Leduc Recycled Light Oils - Properties.
 EMI39.1
 
<tb>



  Oklahoma <SEP> Leduc
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Specific <SEP> weight <SEP> to <SEP> 15.6 C <SEP> 0.8849 <SEP> 0.8990
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> in <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Boiling point <SEP> initial <SEP> <SEP> 232 <SEP> 231
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10% <SEP> 251 <SEP> 257
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30% <SEP> 261 <SEP> 277
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50% <SEP> 270 <SEP> 291
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 70% <SEP> 280 <SEP> 307
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 90% <SEP> 293 <SEP> 327
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Point <SEP> final <SEP> 315 <SEP> 352
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> to <SEP> 204 <SEP> C <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>% <SEP> "Bottoms" <SEP> 1.0 <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total nitrogen <SEP>, <SEP> ppm.

   <SEP> 285 <SEP> 245
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sulfur, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> 0.70 <SEP> 0.69
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> analysis of <SEP> type <SEP> of hydrocarbons,
<tb>
<tb>
<tb> Vol. <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Paraffins
<tb>
 
 EMI39.2
 Baphthens 50.7 43.4 Naphthenes 5 (), 7 43.4
 EMI39.3
 
<tb> Olefins <SEP> 3.7 <SEP> 5.4
<tb>
<tb> Aromatics <SEP> 45.6 <SEP>. <SEP> 51.2 <SEP>
<tb>
 
With respect to Oklahoma Cycling Light Oil, the catalyst employed in the first reaction zone or cleaning zone comprised 2.4 wt% nickel, 6.4 wt% molybdenum, and a mixture consisting of 88 wt% alumina and 12% by weight of silica.

   The second reaction zone or hydrocracking zone contained

 <Desc / Clms Page number 40>

 a catalyst consisting of 0.4% by weight of palladium,
 EMI40.1
 ., <>. i, .''- '' f .'- - '-? h' '-'. on a mixture of 8%. pot; ei ,,. cei, e, 7., - é, .. çiâ,. alumina. the zone of reâeion = '.. d' ziaoyâë was 'maiïîenue "' lj" v'4S, $ fiW.ô '>', 1 - at a pressure of 102 atmospheres, e one, entry of 39900 , and the load- a-: summer put in 'contact #'. , = E ', 1] ..> j J with the catalyst at a liquid hourly space velocity of 1.0. The light cycling oil was mixed with hydrogen in an amount of 356 normal liters per liter of oil, before it was admitted into the first reaction zone.

   The second zone or reaction zone
 EMI40.2
 4! ' k h, Y .. d4hydrocraauage was maintained a. at a pressure of 102 atmospheres, and at an inlet temperature of approximately 15 ° C, and the feed in this zone was contacted with the catalyst at a liquid hourly space velocity of 1.0 after was combined with hydrogen in the amount of 554 normal liters per liter of oil. The above operating conditions, in both reaction zones, were also employed during the treatment. a Leduc light cycling oil. -
 EMI40.3
 The control data of the various produ3sw.s4, inus of the light cycling oil Oklahoma pparaisn: in Table VII which follows.

 <Desc / Clms Page number 41>

 



   TABLE VII.



    Product center starting from light cycling oil
 EMI41.1
 Oklanoma - ';;. ..- 0 ... '(:,.,
 EMI41.2
 Fraction limits in 0 8g-204O 204 +
 EMI41.3
 
<tb> oids <SEP> specific <SEP> to <SEP> 15.6 0 <SEP> 0.7861 <SEP> 0.8222
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Distillation <SEP> ASTM <SEP> in <SEP> <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> the initial boiling <SEP> <SEP> <SEP> 91 <SEP> 213
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10% <SEP> 108 <SEP> 229
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30% <SEP> 120 <SEP> 241
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50% <SEP> 133 <SEP> 254
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 70% <SEP> 151 <SEP> 270
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 90% <SEP> 178 <SEP> 292
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> anointed <SEP> final <SEP> 211 <SEP> 317
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Analysis <SEP> of

  <SEP> type <SEP> of hydrocarbons,
<tb>
<tb>
<tb> Vol. <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Paraffins <SEP> 18 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Olefins <SEP> zero <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Naphthenes <SEP> 63 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aromatics <SEP> 19 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Numbers <SEP> octane
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> "F-1 <SEP> Clear" <SEP> 70.7
<tb>
 
 EMI41.4
 "F¯1 + C cc. T :." 86,, 5.-
The fraction of product boiling up to 82 C contained 33.3% by weight of butanes, 35.5 by weight of C5 hydrocarbons at 46 C, and 31.2% by weight of '(16 and heavier hydrocarbons ( 46 C to 82 C).



     . The advantages resulting from the use of the present invention are readily apparent from the data in Table VII. The gasoline fraction at 82 C-204 C having a specific gravity of 0.7861 at 15.6 C is very suitable.

 <Desc / Clms Page number 42>

 for use as a feed in a subsequent catalytic reforming process. It should be noted as particularly significant the fact that this gasoline fraction contained a total of 82 by volume of precursors.
 EMI42.1
 , '1' .... <. ,,, '.:;,;.?' J aromatics in the form of Phthenes and aromatics, practically no olefinic hydrocarbons, and only 18% by volume of paraffinic hydrocarbons .

   In addition, this particular fraction showed a relatively high octane number even in the absence of further processing. The operations described in the examples above on !; been repeated on the various materials constituting the feeds in order to obtain the relation between the distribution of the product and the severity of the operation. To obtain this relation the severity of the operation was indicated by varying percentages of conversion to hydrocarbons boiling below 2040. Table VIII below shows the summary of the product distribution, for kerosene, for light cycling oils and for vacuum gas oil,

   determined with an operation severity resulting in a conversion of 60% by volume to hydrocarbons boiling below 204 C, and without recycling liquid to the process.

 <Desc / Clms Page number 43>

 
TABLE VIII.



  Summary of product distribution.
 EMI43.1
 
<tb> Load <SEP> E.Texas <SEP> Oklahoma <SEP> Oil <SEP> from <SEP> Wyo.-W.Tex.
<tb>
<tb>



  Kerosene <SEP> Oil <SEP> for <SEP> cycling <SEP> Vac.Gazoil
<tb>
<tb> cycling <SEP> Iéduo
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Distribution <SEP> of the
<tb>
<tb>
<tb> product
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C1 <SEP> to <SEP> C3, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> 1.0 <SEP> 1.7 <SEP> 1.0 <SEP> 0.9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C4 <SEP> to <SEP> 82 C, <SEP>% <SEP> en <SEP> vol. <SEP> 16 <SEP> 19 <SEP> 15 <SEP> 23
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 82 C-204 C, <SEP>% <SEP> en <SEP> vol. <SEP> 53 <SEP> 57 <SEP> 64 <SEP> 58
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 204 C <SEP> and <SEP> plus <SEP> heavy <SEP>%
<tb>
<tb> in <SEP> vol. <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> C4 <SEP> + <SEP> yield
<tb>
<tb> referral.

   <SEP> 109 <SEP> 116 <SEP> 119 <SEP> 121
<tb>
 
It may be noted at once that in all four cases the production of the light paraffinic hydrocarbons was extremely low, in no case amounting to more than 2.0% by weight of the total charge in the treatment process. Even more significant is the fact that in all cases, a volumetric gain has been observed in the total yield of butanes and of heavier hydrocarbons. In the case of the East Texas kerosene fraction, the total yield of butanes and heavier hydrocarbons, including those boiling above 204 C, was 109.9% by volume. The greatest volumetric increase was obtained when treating gas oil under vacuum, and was 121%.

   Thus, the possibility of applying the process according to the present invention by treating feeds entering the boiling point at temperatures above the boiling point of gasoline, was easily recognized.



   The fact that the present invention offers special advantages when dealing with heavier hydrocarbons, such as

 <Desc / Clms Page number 44>

 shown by Wyoming-West Texas vacuum gasoline, is very clearly proven.



    CLAIMS.



   1. A process for the catalytic hydrocracking of hydrocarbons comprising reacting a stream of a hydrocarbon oil feed which boils predominantly above 2040 and contains nitrogen compounds, in a first zone. reaction with hydrogen in the presence of a catalyst insensitive to nitrogen with formation of ammonia starting from said nitrogenous compounds, removal of the ammonia from the effluent of the first reaction zone, then separation outside said effluent of a light normally liquid fraction having an extreme boiling point of between 204 C and 232 C and also separation from said effluent of a heavier fraction containing constituents of the effluent which come to a boil.

   between the final boiling temperature of said light fraction and 343 C, -, - reacting a stream of said heavier fraction in a second reaction zone with hydrogen in the presence of a catalyst d 'hydrocracking sensitive to nitrogen, and mixing at least the normally liquid portion of the effluent from the second reaction zone with the normally liquid portion of the effluent from the first reaction zone before the separation of said fraction light of this effluent.


    

Claims (1)

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange des constituants normalement liquides des effluents de la première zone de réaction et de la deuxième zone de réaction est séparé en une première fraction ayant un point d'ébullition final compris entre 204 C et 232 C, une deuxième <Desc/Clms Page number 45> fraction ayant un point d'ébullition final compris entre 343 C et 371 C, et une troisième fraction contenant les hydrocarbures du mélange qui entrent en ébullition au-desus de la deuxième fraction, on fait réagir un courant de la deuxième fraction avec de l'hydrogène en présence du catalyseur sensible à l'azote dans la deuxième zone de réaction, 2. Method according to claim 1, characterized in that the mixture of normally liquid constituents of the effluents from the first reaction zone and from the second reaction zone is separated into a first fraction having a final boiling point of between 204 C and 232 C, a second <Desc / Clms Page number 45> fraction having a final boiling point between 343 C and 371 C, and a third fraction containing the hydrocarbons of the mixture which come to the boil above the second fraction, a stream of the second fraction is reacted with hydrogen in the presence of the nitrogen-sensitive catalyst in the second reaction zone, et au moins une partie de la troisième fraction est soumise en même temps que la charge d'huile hydrocarbonée à la réaction avec l'hydrogène en présence du catalyseur insensible à l'azote dans la première zone de réaction. and at least a part of the third fraction is subjected together with the hydrocarbon oil feed to the reaction with hydrogen in the presence of the nitrogen insensitive catalyst in the first reaction zone. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que une portion de la troisième fraction est mélangée avec le courant de la deuxième fraction qui est alimenté dans la deuxième zone de réaction de telle sorte que le mélange hydrocarboné pénétrant dans cette deuxième zone de réaction contienne moins que 5 parties d'azote en poids par million de parties en poids du mélange et que toute la portion restante de la troisième fraction est mélangée avec la-charge d'huile hydrocarbonée qui est introduite dans la première zone de réaction. 3. Method according to claim 2, characterized in that a portion of the third fraction is mixed with the stream of the second fraction which is fed into the second reaction zone so that the hydrocarbon mixture entering this second reaction zone contains less than 5 parts of nitrogen by weight per million parts by weight of the mixture and that all of the remaining portion of the third fraction is mixed with the hydrocarbon oil feed which is introduced into the first reaction zone. 4. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la charge d'huile hydrocarbonée est mise en contact avec le catalyseur insensible à l'azote dans la première zone de réaction à une vitesse spatiale comprise entre 0,5 et 10 volumes, mesurée comme liquide, par heure et par volume de catalyseur en même temps qu'une quantité comprise entre 178 et 1425 litres normaux d'hydrogène par litre d'huile, mesurée sous forme liquide, et à une température comprise entre 260 C et 538 C et à une pression comprise .entrées et 204 atmosphères, et le courant d'hydrocarbures introduit dans la deuxième zone de réaction est mis en contact avec le catalyseur ..r <Desc/Clms Page number 46> sensible à l'azote qui s'y trouve, à une vitesse spatiale comprise entre 1 et 15 volumes, 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the hydrocarbon oil feed is contacted with the nitrogen-insensitive catalyst in the first reaction zone at a space velocity between 0, 5 and 10 volumes, measured as liquid, per hour and per volume of catalyst together with an amount between 178 and 1425 normal liters of hydrogen per liter of oil, measured in liquid form, and at a temperature between 260 C and 538 C and at an input pressure of 204 atmospheres, and the hydrocarbon stream introduced into the second reaction zone is contacted with the catalyst. <Desc / Clms Page number 46> sensitive to the nitrogen therein, at a space speed between 1 and 15 volumes, mesurée sous forme liquide, par heure et par volume de catalyseur en même temps que 178 à 1070 litres normaux d'hydrogène par litre d'huile, mesurée sous forme liquide, et à une température comprise entre 260 C et 51000 et sous une pression comprise entre 68 et 204 atmosphères. measured in liquid form, per hour and by volume of catalyst together with 178 to 1070 normal liters of hydrogen per liter of oil, measured in liquid form, and at a temperature between 260 C and 51000 and under a pressure between between 68 and 204 atmospheres. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réaction des hydrocarbures avec l'hydrogène se fait dans la deuxième zone de réaction à une vitesse spatiale horaire plus élevée que dans la première zone de réaction et à une température qui est de 28 à 83 C plus basse que la température qui est maintenue dans la première zone de réaction. 5. Method according to claim 4, characterized in that the reaction of the hydrocarbons with the hydrogen takes place in the second reaction zone at a higher hourly space velocity than in the first reaction zone and at a temperature which is 28 at 83 C lower than the temperature which is maintained in the first reaction zone. 6. -Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la réaction dans la première zone de réaction se fait en présence d'un catalyseur contenant entre 4,0% et 45,0% en poids de molybdène et entre 0,2 et 10,0% an poids de métal du groupe du nickel et cobalt sur un support consistant au moins de manière prédominante en alumine et ne renfermant pas plus de 12% en poids de silice. 6. -Procédé according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reaction in the first reaction zone is carried out in the presence of a catalyst containing between 4.0% and 45.0% by weight of molybdenum and between 0.2 and 10.0% by weight of nickel and cobalt group metal on a support consisting at least predominantly of alumina and not containing more than 12% by weight of silica. 7. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la réaction dans la deuxième zone de réaction se fait en présence d'un catalyseur qui contient entre 0,5% et 10% en poids de nickel sur un support préparé par synthèse consistant de manière prédominante en silice et contenant entre 12 et 25% en poids d'alumine. 7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reaction in the second reaction zone is carried out in the presence of a catalyst which contains between 0.5% and 10% by weight of nickel on a support prepared by synthesis consisting predominantly of silica and containing between 12 and 25% by weight of alumina. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le catalyseur contient environ 6% en poids de nickel sur un support consistant substantiellement en 75% en poids de silice et 25% en poids d'alumine. <Desc/Clms Page number 47> 8. Process according to claim 7, characterized in that the catalyst contains approximately 6% by weight of nickel on a support consisting substantially of 75% by weight of silica and 25% by weight of alumina. <Desc / Clms Page number 47> 9. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la réaction dans la deuxième zone de réaction se fait en présence d'un catalyseur qui contient entre 0,1 et 5,0% en poids d'un métal du groupe du platine sur un support consistant de manière prédominante en silice et contenant de 12 à 25% en poids à'alumine. 9. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reaction in the second reaction zone is carried out in the presence of a catalyst which contains between 0.1 and 5.0% by weight of a a platinum group metal on a support consisting predominantly of silica and containing from 12 to 25% by weight of alumina. 10. procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le catalyseur contient entre 0,1 et 2,0% de palladium sur un @@ support consistant substantiellement en 88% en poids de silice et 12% en poids d'alumine. 10. Process according to claim 9, characterized in that the catalyst contains between 0.1 and 2.0% palladium on a support consisting substantially of 88% by weight of silica and 12% by weight of alumina. 11. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une charge d'huile hydrocarbonée entrant en ébullition entre 204 C et 538 C, et contenant une quantité appréciable de contaminants azotés; est.mise en contact en présence d'hydrogène avec le catalyseur insensible à l'azote dans la première zone de réaction à une vitesse spatiale comprise entre 0,5 et 3 volumes d'huile, mesurée sous forma liquide, par heure et par volume de catalyseur, une fraction ayant un point d'ébullition initial compris entre 204 et 232 C,: 11. A method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a hydrocarbon oil feed boiling between 204 C and 538 C, and containing an appreciable amount of nitrogenous contaminants; is brought into contact in the presence of hydrogen with the catalyst insensitive to nitrogen in the first reaction zone at a space velocity of between 0.5 and 3 volumes of oil, measured in liquid form, per hour and per volume catalyst, a fraction having an initial boiling point between 204 and 232 C ,: un point. d'ébullition final non inférieur à 343 C, et une teneur en azote non inférieure à 1 partie en poids par million de parties en poids de la dite fraction, est séparée du mélange de constituants normalement liquides des effluents des deux zones de réaction, et un courant de la dite fraction est alimenté comme courant d'hydrocarbures dans la deuxième zone de réaction à une vitesse spatiale qui est plus élevée que celle employée dans la première zone de réaction et est plus grande qu'un volume d'huile, mesuré sous forme liquide, par heure et par volume de catalyseur sensible à l'azote dans la dite deuxième zone de réaction. - <Desc/Clms Page number 48> 12. Procède d'hydrocraquage, substantiellement comme EMI48.1 décrit an se reportant au dessin ci-joint. 'l¯..;] Ôj(;1 '\ :;. a point. with a final boiling point of not less than 343 C, and a nitrogen content of not less than 1 part by weight per million parts by weight of said fraction, is separated from the mixture of normally liquid constituents of the effluents of the two reaction zones, and a stream of said fraction is fed as a stream of hydrocarbons into the second reaction zone at a space velocity which is higher than that employed in the first reaction zone and is greater than a volume of oil, measured under liquid form, per hour and per volume of nitrogen-sensitive catalyst in said second reaction zone. - <Desc / Clms Page number 48> 12. Processes hydrocracking, substantially as EMI48.1 described with reference to the attached drawing. 'l¯ ..;] Ôj (; 1' \:;. ; .. 1jtc ;. ",", .. ;',7" \. v r; 1'' "i''' f , ' '\$:- ..';=.. ' ; .. 1jtc;. ",", ..; ', 7 "\. V r; 1' '" i' '' f, '' \ $: - .. '; = ..'
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