CS217164B1 - A method of complex processing of pyrolysis oils - Google Patents
A method of complex processing of pyrolysis oils Download PDFInfo
- Publication number
- CS217164B1 CS217164B1 CS223979A CS223979A CS217164B1 CS 217164 B1 CS217164 B1 CS 217164B1 CS 223979 A CS223979 A CS 223979A CS 223979 A CS223979 A CS 223979A CS 217164 B1 CS217164 B1 CS 217164B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- pyrolysis oil
- pyrolysis
- oil
- heavy
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Vynález se týká komplexního zpracování pyrolyzních olejů jako těžkého a lehkého pyrolyzního oleje, při němž se těžký pyrolyzní olej o destilačním rozmezí 245 až 500 °C, případně ve směsi s jinými uhlovodíkovými surovinami v podobném destilačním rozmezí, podrobí parciální oxidaci směsí kyslíku a vodní páry, a vzniklým vodíkem, nebo/a vodíkem vyrobeným konverzí produktu parciální oxidace, se hydrogenuje lehký pyrolyzní olej o destilačním rozmezí 120 až 360 °C na komponenty motorových paliv. Hydrogenace probíhá na nosičových katalyzátorech s obsahem kysličníků kovů IV. a VIII. skupiny periodické soustavy prvků při tlaku 3 až 20 MPa, teplotě 200 až 430 °C a obj. rychlosti 0,5 až 5 h_1.The invention relates to a complex processing of pyrolysis oils as heavy and light pyrolysis oil, in which heavy pyrolysis oil with a distillation range of 245 to 500 °C, optionally in a mixture with other hydrocarbon raw materials in a similar distillation range, is subjected to partial oxidation with a mixture of oxygen and water vapor, and the resulting hydrogen, or/and hydrogen produced by conversion of the partial oxidation product, is used to hydrogenate light pyrolysis oil with a distillation range of 120 to 360 °C into components of motor fuels. Hydrogenation takes place on carrier catalysts containing metal oxides of groups IV and VIII of the periodic table at a pressure of 3 to 20 MPa, a temperature of 200 to 430 °C and a vol. rate of 0.5 to 5 h_1.
Description
Vynález se týká komplexního zpracování těžkého a lehkého pyrolyzního oleje.The invention relates to the complex processing of heavy and light pyrolysis oil.
Pojmem pyrolyzní oleje se označují těžké kapalné podíly vznikající při výrobě etylánu pyrolýzou různých ropných frakcí. Složení, vlastnosti, množství a dělení pyrolyzních olejů je vždy v přímé souvislosti s vlastní technologií výroby olefinů a s použitou surovinou pro pyrolýzu.The term pyrolysis oils refers to heavy liquid fractions resulting from the production of ethylene by pyrolysis of various petroleum fractions. The composition, properties, quantity and division of pyrolysis oils are always directly related to the actual olefin production technology and the raw material used for pyrolysis.
Pyrolyzní oleje jsou směsí různých identifikovatelných a neidentifikovatelných sloučenin, jejichž zastoupení je různorodé a závislé jak na původu suroviny, tak na reakčních podmínkách pyrolyzování.Pyrolysis oils are a mixture of various identifiable and unidentifiable compounds, the representation of which is diverse and dependent on both the origin of the raw material and the reaction conditions of pyrolysis.
S rozvojem výroby olefinů a rovněž v důsledku pyrolyzování těžších surovin 8 vyšším středním bodem varu, jako jsou např. petrolej a plynový olej, vzrůstá množství pyrolyzních olejů. Např. jednotka o kapacitě 200 000 t etylénu/rok pyrolyzující benzin o destilačním rozmezí 40 až 170 °C vyrobí ročně asi 25 až 30 000 t pyrolyzních olejů. Při zpracování plynového oleje vyrobí jednotka stejné kapacity ročně 113 000 t pyrolyzních olejů.With the development of olefin production and also due to the pyrolysis of heavier raw materials with a higher average boiling point, such as kerosene and gas oil, the amount of pyrolysis oils is increasing. For example, a unit with a capacity of 200,000 t ethylene/year pyrolyzing gasoline with a distillation range of 40 to 170 °C will produce about 25 to 30,000 t of pyrolysis oils per year. When processing gas oil, a unit with the same capacity will produce 113,000 t of pyrolysis oils per year.
Do nedávné doby představovaly pyrolyzní oleje odpad používaný pouze jako nízkosirné palivo pro průmyslové topeniště. Zajistit spalování pyrolyzních olejů způsobuje obtíže, protože vyžaduje vyšší teploty při jejich skladování a v potrubní smyčce topného oleje před hořákem pro spalování. Kotle vytápěné pyrolyzním olejem musí být navrhovány se zvláštní pozorností na redukování emisi a spalování vyžaduje předehřátý vzduch a hořák speciální konstrukce.Until recently, pyrolysis oils were a waste product used only as a low-sulfur fuel for industrial furnaces. Ensuring the combustion of pyrolysis oils is difficult because it requires higher temperatures in their storage and in the fuel oil piping loop before the burner for combustion. Boilers fired with pyrolysis oil must be designed with special attention to reducing emissions, and combustion requires preheated air and a specially designed burner.
V důsledku rostoucí produkce pyrolyzních olejů vzrůstá zájem o jejich chemické využiti a pyrolyzní oleje se tak stávají novou surovinovou základnou. V literatuře je popsána řada způsobů na využití pyrolyzních olejů a některé z nich jsou již dnes využívány. Jde přitom vesměs dosud o zpracování pyrolyzního oleje jako celku. V moderních procesech, zpracovávajících těžší podíly ropy, dochází však v tzv. primární koloně, v níž se dělí pyroplyn po kvenAs a result of the increasing production of pyrolysis oils, interest in their chemical use is increasing and pyrolysis oils are becoming a new raw material base. A number of methods for the use of pyrolysis oils are described in the literature and some of them are already used today. However, most of them still involve the processing of pyrolysis oil as a whole. In modern processes, which process heavier oil fractions, however, the so-called primary column, in which the pyrogas is divided into kven
Ϊ' čování olejem, k rozdělení pyrolyzního oleje na dvě části, na lehčí, tzv. plynový a na těžší, tzv. topný, pyrolyzní olej, které po dalším stripování vodní parou opouštějí výrobu jako hotové finální výrobky. Dále uvedené a dosud používané způsoby zpracování pyrolyzních olejů vycházejí ze směsi obou pyrolyzních olejů a téměř nevyužívají toho, že u moderních pyrolyzních procesů odpadají pyrolyzní oleje již ve dvou základních frakcích. Frakce mají obvykle toto složení:Ϊ' oil treatment, to divide the pyrolysis oil into two parts, into a lighter, so-called gas oil and a heavier, so-called heating, pyrolysis oil, which after further stripping with steam leave the production as finished final products. The methods of processing pyrolysis oils listed below and still used are based on a mixture of both pyrolysis oils and hardly take advantage of the fact that in modern pyrolysis processes pyrolysis oils are already separated into two basic fractions. The fractions usually have the following composition:
Pyrolyzní olej lehkýLight pyrolysis oil
irir
zbytek 50 % obj.the rest 50% vol.
Dosavadní způsoby zpracování směsi těchto pyrolyzních olejů vycházejí z několika postupů, z nichž nejznámějěí je destilaění zpracování (atmosférická, vakuová destilace) pyrolyzního oleje a následujícím zpracováním jednotlivých frakcí a to naftalenové frakce jako suroviny pro výrobu naftalénu, metylnaftalenové frakce na kvalitní vysokovroucí aromatické rozpouštědlo, aromatické frakce jako suroviny pro výrobu sazí a pyrolyzní smoly, tj. zbytku atmosférické destilace jednak jako suroviny pro výrobu koksové hmoty obdobné smolnému koksu, jednak společnou karbonizací s černým uhlím, a konečné pyrolyzní pryskyřice, tj. zbytku vakuové destilace na plnidlo do plastických hmot, koksováním na elektrodový koks a jako suroviny pro karbid křemíku.Current methods of processing mixtures of these pyrolysis oils are based on several procedures, the most well-known of which is the distillation (atmospheric, vacuum distillation) of pyrolysis oil and the subsequent processing of individual fractions, namely the naphthalene fraction as a raw material for the production of naphthalene, the methylnaphthalene fraction for a high-quality high-boiling aromatic solvent, the aromatic fraction as a raw material for the production of carbon black and pyrolysis pitch, i.e. the residue of atmospheric distillation, both as a raw material for the production of coke mass similar to pitch coke, and also by co-carbonization with black coal, and the final pyrolysis pitch, i.e. the residue of vacuum distillation for a filler in plastics, coking to electrode coke and as a raw material for silicon carbide.
Dále se pyrolyzní oleje zpracovávají koksováním na elektrodový koks tzv. jehličkový koks a izolací pryskyřic z pyrolyzního oleje srážením frakcemi parafinických uhlovodíků. Pyrolyzního oleje lze rovněž použít přímo při regeneraci staré pryže. Oxidací pyrolyzmího oleje se získá aromatická frakce a těžká pyrolyzní pryskyřice.Pyrolysis oils are further processed by coking to electrode coke, so-called needle coke, and by isolating resins from pyrolysis oil by precipitation with paraffinic hydrocarbon fractions. Pyrolysis oil can also be used directly in the regeneration of old rubber. Oxidation of pyrolysis oil yields an aromatic fraction and heavy pyrolysis resin.
Zpracování pyrolyzních olejů podle dosud používaných postupů představuje určité problémy, které souvisejí s chemickým charakterem a nestabilitou pyrolyzních olejů, projevující se tvořením polymerů a gum. Tyto problémy jsou zvláště patrné při skladování a dopravě, která je obvykle nezbytná, protože pyrolyzní oleje nelze většinou zpracovávat přímo v petrochemických závodech, a v případě, že se pyrolyzní oleje zpracovávají namístě, činí celkové zpracování destilačním způsobem obtíže z týchž důvodů. Mimo to takové zpracování vyžaduje speciální zařízení, např. vakuovou filmovou odparku, opatřenou rotorem s teflonovými stěrači, která nebývají běžná při zpracování ropy.The processing of pyrolysis oils according to the methods used so far presents certain problems related to the chemical nature and instability of pyrolysis oils, manifested by the formation of polymers and rubbers. These problems are particularly noticeable during storage and transportation, which is usually necessary because pyrolysis oils cannot usually be processed directly in petrochemical plants, and in the case of pyrolysis oils being processed on site, the overall processing by distillation is difficult for the same reasons. In addition, such processing requires special equipment, e.g. a vacuum film evaporator equipped with a rotor with Teflon wipers, which are not common in oil processing.
Nyní bylo zjištěno, že se lze vyhnout uvedeným problémům a obtížím, á že je účelné komplexně zpracovat pyrolyzní oleje a při tom výhodně využít skutečnosti, že u nových procesů odpadají pyrolyzní oleje již z olefinové jednotky ve dvou frakcích, tj. lehčí a těžší. Pro některé případy lze s výhodou využít toho, že těžký pyrolyzní olej má začátek destilace 260 až 280 °C a že do 310 °C vydestiluje pouze 10 %. Oddělení těchto lehkých podílů z těžkého pyrolyzního oleje nečiní taková potíže, jako destilační zpracování na jednotlivé frakce, a je zvládnutelné běžnými prostředky. Tyto lehké podíly se pak přidají k lehkému pyrolyznímu oleji.It has now been found that the above problems and difficulties can be avoided and that it is expedient to process pyrolysis oils comprehensively and to take advantage of the fact that in new processes pyrolysis oils are already removed from the olefin unit in two fractions, i.e. lighter and heavier. For some cases, it is advantageous to take advantage of the fact that heavy pyrolysis oil has a distillation start of 260 to 280 °C and that only 10% distils at 310 °C. The separation of these light fractions from heavy pyrolysis oil does not pose such difficulties as distillation processing into individual fractions and can be managed by conventional means. These light fractions are then added to the light pyrolysis oil.
Způsob komplexního zpracování pyrolyzních olejů, jako těžkého a lehkého pyrolyzního oleje spočívá podle vynálezu v tom, že těžký pyrolyzní olej o destilaěním rozmezí 245 až 500 °C, tak jak odpadá z výroby olefinů pyrolýzou ropných frakcí nebo ve směsi s nejvýěe 75 % hmot. mazutu, popřípadě nejvýše s 85 % hmot. vakuového zbytku, či nejvýše s 50 % hmot. destilačního zbytku z hnědouhelného dehtu z nízkotepelné karbonizace, se podrobí Za tlaku 2,0 až 20,0 MPa, výhodně 3,0 až 10,0 MPa a při teplotě 1 300 až 1 600 °C parciální oxidaci směsí kyslíku a vodní páry za vzniku směsi vodíku, kysličníku uhelnatého, kysličníku uhli„ čitého a jiných složek v závislosti na složení suroviny a reakčních podmínkách, která se zpracovává běžně známými postupy na vodík nebo směs vodíku a kysličníku uhelnatého a takto vzniklým vodíkem se hydrogénačně zpracuje neupravený lehký pyrolyzní olej o destilaěním rozmezí 150 až 310 °C, tak jak odpadá z výroby, nebo ve směsi s lehkými podíly z těžkého pyrolyzního oleje na komponenty lehkých topných olejů a motorových paliv, příp. se vodík či směs vodíku a kysličníku uhelnatého využije k hydrogenaěním procesům anebo syntézám Lehký pyrolyzní olej se hydrogénačně zpracuje za přítomnosti katalyzátoru obsahujících kysličníky kovů ze XV. skupiny, např. W, Mo, -výhodně Mo v množství 2 až 20 % hmot., výhodně 8 až 12 % hmot. MoO^, promotované kysličníkem kovu Vlil. skupiny např. Co, Ni, výhodně Ni v množství 1 až 8 % hmot., výhodně 2 až 6 % hmot. NiO na nosiči, jehož podstatou je aktivní kysličník hlinitý, výhodně v gamaformě, příp. směs kysličníku hlinitého s kysličníkem hořečnatým, při tlaku 3,0 až 20,0 MPa, výhodně 3,4 až 6,8 MPa, objemové rychlosti 0,5 až 5,0 h-1, výhodně 1 až 3 h_1, poměru vodíku k surovině 200 až 1 200 m^/m^ a při teplotě 200 až 430 °C.The method of complex processing of pyrolysis oils, such as heavy and light pyrolysis oil, consists, according to the invention, in that heavy pyrolysis oil with a distillation range of 245 to 500 °C, as it is discarded from the production of olefins by pyrolysis of petroleum fractions or in a mixture with not more than 75% by weight of fuel oil, or not more than 85% by weight of vacuum residue, or not more than 50% by weight of distillation residue from brown coal tar from low-temperature carbonization, is subjected to partial oxidation with a mixture of oxygen and water vapor at a pressure of 2.0 to 20.0 MPa, preferably 3.0 to 10.0 MPa and at a temperature of 1,300 to 1,600 °C to form a mixture of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and other components depending on the composition of the raw material and reaction conditions, which is processed by commonly known processes to hydrogen or a mixture of hydrogen and carbon monoxide, and the hydrogen thus formed is hydrogenated to untreated light pyrolysis oil with a distillation range of 150 to 310 °C, as it is discarded from production, or in a mixture with light portions of heavy pyrolysis oil to components of light heating oils and motor fuels, or the hydrogen or mixture of hydrogen and carbon monoxide is used for hydrogenation processes or syntheses Light pyrolysis oil is hydrogenated in the presence of catalysts containing oxides of metals from Group XV, e.g. W, Mo, -preferably Mo in an amount of 2 to 20 wt. %, preferably 8 to 12 wt. % MoO^, promoted by an oxide of a metal from Group VIII, e.g. Co, Ni, preferably Ni in an amount of 1 to 8 wt. %, preferably 2 to 6 wt. % NiO on a carrier, the essence of which is active alumina, preferably in gamma form, or a mixture of alumina with magnesium oxide, at a pressure of 3.0 to 20.0 MPa, preferably 3.4 to 6.8 MPa, a space velocity of 0.5 to 5.0 h -1 , preferably 1 to 3 h _1 , a hydrogen to raw material ratio of 200 to 1,200 m^/m^ and at a temperature of 200 to 430°C.
Princip komplexního zpracování lehkého a těžkého pyrolyzního oleje podle vynálezu spočívá tedy v tom, že se těžký pyrolyzní olej, tak jak odpadá, podrobuje parciální oxidaci, tzn. působení kyslíku a vodní páry za vyšších tlaků a teplotě, za účelem výroby směsi kysličníku uhelnatého a vodíku. Tato směs se dále zpracovává na vodík a technický vodík, kterým se hydrogénačně zpracuje neupravený lehký pyrolyzní olej, rovněž tak jak odpadá z olefinové jednotky, na žádané produkty. Jak je zřejmé, navrhované komplexní zpracování nevyžaduje žádnou nebo jen minimální předběžnou úpravu či zpracováni obou surovin. Takovéto předběžné zpracování, jak bylo uvedeno výše, je obyčejně spojeno s potížemi vyplývajícími z chemického charakteru pyrolyzních olejů, jejichž složky podléhají polymeraci, vznikají v nich úsady a snadno se koksují.The principle of the complex processing of light and heavy pyrolysis oil according to the invention therefore consists in the fact that the heavy pyrolysis oil, as it is discarded, is subjected to partial oxidation, i.e. the action of oxygen and water vapor at higher pressures and temperatures, in order to produce a mixture of carbon monoxide and hydrogen. This mixture is further processed into hydrogen and technical hydrogen, with which the untreated light pyrolysis oil, as it is discarded from the olefin unit, is hydrogenated to the desired products. As is evident, the proposed complex processing does not require any or only minimal pre-treatment or processing of both raw materials. Such pre-treatment, as mentioned above, is usually associated with difficulties arising from the chemical nature of pyrolysis oils, the components of which are subject to polymerization, deposits are formed in them and are easily coked.
Způsobu komplexního zpracování pyrolyzních olejů podle vynálezu lze zvlášl výhodně využit v chemických kombinátech, kde vedle výroby etylénu je i rafinerské zpracováni ropy, nebot při jejím uplatnění jednak odpadají problémy s dopravou a skladováním pyrolyzních olejů, jednak lze využít vhodně produktů hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje a také přebytku vodíku. Výhodou je i to, že navrhované procesy jsou obdobou rafinerských procesů a lze užit typického zařízení a v některých případech i volné kapacity existujících zařízení.The method of complex processing of pyrolysis oils according to the invention can be used particularly advantageously in chemical plants, where in addition to ethylene production there is also refining of crude oil, because when it is applied, problems with transportation and storage of pyrolysis oils are eliminated, and the products of hydrogenation processing of light pyrolysis oil and excess hydrogen can be used appropriately. Another advantage is that the proposed processes are similar to refinery processes and it is possible to use typical equipment and in some cases even the free capacity of existing equipment.
Volba způsobu hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje závisí na místních podmínkách a požadovaných výrobcích. Důležité je, že těžký pyrolyzní olej poskytuje dostatečnou surovinovou základnu výroby vodíku pro věechny varianty hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje.νβ. jeho hydrokrekování na nejlehčí uhlovodíkové frakce. Pokud se parciální oxidací zpracovává více těžkého pyrolyzního oleje, než odpovídá potřebě vodíku pro hydrogenační zpracování lehkého pyrolyzního oleje, lze tento vodík nebo směs CO + Hg využít pro jiné běžné účely, jako např. hydrogenaci, syntézu čpavku, syntézu metanolu, oxo proces apod.The choice of the method of hydrotreating light pyrolysis oil depends on local conditions and the desired products. It is important that heavy pyrolysis oil provides a sufficient raw material base for hydrogen production for all variants of hydrotreating light pyrolysis oil.νβ. its hydrocracking to the lightest hydrocarbon fractions. If more heavy pyrolysis oil is processed by partial oxidation than corresponds to the need for hydrogen for hydrotreating light pyrolysis oil, this hydrogen or a mixture of CO + Hg can be used for other common purposes, such as hydrogenation, ammonia synthesis, methanol synthesis, oxo process, etc.
Způsob podle vynálezu nevyžaduje bezprostředně zahrnutí hydrogenačního zpracování do výrobního schématu. V případě, že lze využít lehký pyrolyzní olej přímo bez jeho hydrogenač5 ního zpracování, lze způsobu využít jen v části parciální oxidace těžkého pyrolyzního oleje. Obdobně lze ze způsobu využít jen část hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje s použitím libovolného zdroje vodíku.The method according to the invention does not require the direct inclusion of hydrogenation treatment in the production scheme. In the case where light pyrolysis oil can be used directly without its hydrogenation treatment, the method can be used only in the partial oxidation part of the heavy pyrolysis oil. Similarly, the method can be used only in the part of the hydrogenation treatment of light pyrolysis oil using any hydrogen source.
Součástí způsobu podle vynálezu je příprava suroviny pro parciální oxidaci a vedení procesu parciální oxidace a dále též proces hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje.The method according to the invention includes the preparation of raw material for partial oxidation and the conduct of the partial oxidation process, as well as the process of hydrogenation treatment of light pyrolysis oil.
Jak bylo experimentálně dokázáno, je těžký pyrolyzní olej chemicky velmi nestabilní. Rovněž jeho nekontrolované míchání se surovinou běžně používanou pro parciální oxidaci s ropnými destilačními zbytky, jako je např. mazut, vakuový zbytek apod., činí potíže, proto že mohou vznikat nestabilní směsi tvořící dvoufázový systém. Podrobné studium dokázalo, že nestabilitu způsobuje rozdílný chemický charakter běžných ropných zbytků a těžkého pyrolyzního oleje. Parafinický charakter ropných zbytků, např. mazutu, se projevuje tak, že se sráží pryskyřice a asfaltény obsažené v těžkém pyrolyzním oleji. Tomuto srážení, při přebytku mazutu, nebrání ani poměrně vysoký obsah aromatických uhlovodíků v těžkém pyrolyzním oleji.As experimentally proven, heavy pyrolysis oil is chemically very unstable. Its uncontrolled mixing with raw materials commonly used for partial oxidation with petroleum distillation residues, such as fuel oil, vacuum residue, etc., also causes problems, because unstable mixtures forming a two-phase system can be formed. A detailed study has shown that the instability is caused by the different chemical character of conventional petroleum residues and heavy pyrolysis oil. The paraffinic character of petroleum residues, such as fuel oil, is manifested in the precipitation of resins and asphaltenes contained in heavy pyrolysis oil. This precipitation, in the presence of excess fuel oil, is not prevented even by the relatively high content of aromatic hydrocarbons in heavy pyrolysis oil.
Podrobným výzkumem byly nalezeny mezní poměry mazutu, vakuového zbytku a destilačního zbytku z hnědouhelného dehtu z níakotepelné karbonizace (dále DZHD) k těžkému pyrolyznímu oleji, při kterých aromaticita těžkého topného pyrolyzního oleje je jeětě dostatečná k udržení jednofázového systému. Byly studovány různé tlakové a teplotní podmínky a to s ohledem na skladování a vstřikování do reaktoru parciální oxidace. Konkrétní možnosti mísitelnosti závisí na chemickém charakteru destilačních zbytků, jako je ropný mazut, ropný vakuový zbytek, DZHD i těžkého pyrolyzního oleje. Byly nalezeny tyto maximální poměry (hmotové) destilačních zbytků k těžkému pyrolyznímu oleji (dále TPO):Detailed research has found the limiting ratios of fuel oil, vacuum residue and distillation residue from brown coal tar from low-temperature carbonization (hereinafter DZHD) to heavy pyrolysis oil, at which the aromaticity of heavy fuel pyrolysis oil is still sufficient to maintain a single-phase system. Various pressure and temperature conditions have been studied with regard to storage and injection into the partial oxidation reactor. The specific miscibility possibilities depend on the chemical nature of the distillation residues, such as petroleum fuel oil, petroleum vacuum residue, DZHD and heavy pyrolysis oil. The following maximum ratios (by mass) of distillation residues to heavy pyrolysis oil (hereinafter TPO) have been found:
Mazut / TPO Vakuový zbytek/TPO DZHD / TPO (3:1 5:1 1:1Fuel oil / TPO Vacuum residue/TPO DZHD / TPO ( 3:1 5:1 1:1
Hastřikování směsi destilačního zbytku a těžkého pyrolyzního oleje ve výše uvedených po měrech lze uskutečnit obdobně, jak je tomu např. u parciální oxidace čistého mazutu. Je výhodné nastřikovat těžký pyrolyzní olej do proudu destilačního zbytku, např. mazutu v uvedených poměrech na různých místech, např. do zásobníku, před reaktor parciální oxidace, do šnekového mísiče pro remix sazí.Injection of the mixture of distillation residue and heavy pyrolysis oil in the above-mentioned proportions can be carried out similarly to, for example, the partial oxidation of pure fuel oil. It is advantageous to inject heavy pyrolysis oil into the stream of distillation residue, e.g. fuel oil, in the above-mentioned proportions at various locations, e.g. into the storage tank, in front of the partial oxidation reactor, into the screw mixer for soot remix.
Reakční podmínky parciální oxidace např. směsi mazutu a těžkého pyrolyzního oleje v uvedených poměrech še podstastně neliší od reakčních podmínek zplyňování čistého mazutu, i když v některých parametrech je třeba brát ohled na chemický charakter těžkého pyrolyzního oleje. Lze pracovat za těchto podmínek:The reaction conditions of partial oxidation of, for example, a mixture of fuel oil and heavy pyrolysis oil in the given ratios do not differ substantially from the reaction conditions of gasification of pure fuel oil, although in some parameters it is necessary to take into account the chemical character of heavy pyrolysis oil. It is possible to work under the following conditions:
teplota v reaktoru: 1 300 až 1 500 °C tlak v reaktoru : 3,0 až 5,0 MPaj výhodně 3,4 až 4,0 MPatemperature in the reactor: 1,300 to 1,500 °C pressure in the reactor: 3.0 to 5.0 MPa, preferably 3.4 to 4.0 MPa
Výše uvedené podmínky parciální oxidace vycházejí k konkrétního procesu parciální oxidace, je však zřejmé, že i jiné procesy parciální oxidace lze přizpůsobit pro zpracování těžkého pyrolyzního oleje.The above partial oxidation conditions are based on a specific partial oxidation process, however, it is clear that other partial oxidation processes can be adapted for the processing of heavy pyrolysis oil.
Jak již bylo uvedeno výše, součástí způsobu podle vynálezu je též proces hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje. Hydrogenačním zpracováním lehkého pyrolyzního oleje lze připravit vysoce kvalitní komponenty motorových paliv.As already mentioned above, the process according to the invention also includes a process of hydrogenation treatment of light pyrolysis oil. By hydrogenation treatment of light pyrolysis oil, high-quality components of motor fuels can be prepared.
Katalytická hydrogenace se provádí v reaktoru s pevně uloženým ložem katalyzátoru ve formě částic, kde dochází k hydrogenaci nenasycených podílů, k parciální hydrogenaci vícejaderných aromátů, případně až k hydrokrakování na lehčí podíly, a současně k desulfuraci a k denitrogenaci suroviny· Rydrogenační zpracování lehkého pyrolyzního oleje lze provádět za přítomnosti katalyzátorů obsahujících kysličník kovu z 17. skupiny, např. Mo, W promotovaná kysličníkem kovu VIII. skupiny jako např. Co, Ni na nosiči, jehož podstatou je aktivní kysličník hlinitý, syntetické nebo přírodní alumosilikáty, připadáš, směsi kysličníku hlinitého s kysličníkem hořeěnatým apod.Catalytic hydrogenation is carried out in a reactor with a fixed bed of catalyst in the form of particles, where the hydrogenation of unsaturated fractions, partial hydrogenation of polynuclear aromatics, or even hydrocracking into lighter fractions, and simultaneously desulfurization and denitrogenation of the raw material take place. Hydrogenation treatment of light pyrolysis oil can be carried out in the presence of catalysts containing metal oxide from group 17, e.g. Mo, W promoted by metal oxide from group VIII, e.g. Co, Ni on a carrier, the essence of which is active alumina, synthetic or natural aluminosilicates, mixtures of alumina with magnesia, etc.
Výhodně lze pro tento účel použít niklmolybdenový, případně niklkobaltmolybdenový katalyzátor na bázi aktivního kysličníku hlinitého, který se v sirníkové formě vyznačuje vysokou odolností vůči zakoksování a otravě dusíkatými látkami a zároveň umožňuje hydrogenaci vícejaderných aromátů. Katalyzátor obsahuje 5 až 20 % hmot. MoO^, výhodně 8 až 12 % hmot. a 1 6Ž 8 5Í hmot. NiO, výhodně 2 až 6 % hmot.Preferably, a nickel-molybdenum or nickel-cobalt-molybdenum catalyst based on active alumina can be used for this purpose, which in the sulfide form is characterized by high resistance to coking and poisoning by nitrogenous substances and at the same time allows the hydrogenation of polynuclear aromatics. The catalyst contains 5 to 20 wt. % MoO^, preferably 8 to 12 wt. % and 1 6Ž 8 5Í wt. % NiO, preferably 2 to 6 wt. %.
Hydrogenační zpracování lehkého pyrolyzního oleje se provádí za tlaku 3,0 až 20 MPa, výhodně 3,4 až 6,8 MPa, obj. rychlosti 0,5 až 5 h\ výhodně 1 až 3 h-', poměru vodíku k surovině 200 až 1 200 m^/m^, výhodně 300 až 600 m^/m^ a při teplotě 200 až 430 °C v závislosti na zaměření procesu.The hydrogenation treatment of light pyrolysis oil is carried out at a pressure of 3.0 to 20 MPa, preferably 3.4 to 6.8 MPa, a volume rate of 0.5 to 5 h\ preferably 1 to 3 h - ', a hydrogen to raw material ratio of 200 to 1,200 m^/m^, preferably 300 to 600 m^/m^ and at a temperature of 200 to 430 °C depending on the focus of the process.
Katalyzátor se před použitím v procesu nasíři směsí Hg-HgS (10 %') nebo jinou modelovou sirnou sloučeninou, např. níževroucími merkaptány nebo sulfidy, nebo primární ropnou frakcí obsahující sirné sloučeniny. Katalyzátoru lze použit v několika pracovních cyklech.The catalyst is sulfurized with a mixture of Hg-HgS (10%') or another model sulfur compound, e.g. lower boiling mercaptans or sulfides, or a primary petroleum fraction containing sulfur compounds, before use in the process. The catalyst can be used in several operating cycles.
V průběhu jeho životnosti lze provést 2 až 4 oxidativní regenerace, při kterých se uhlíkaté úsady odstraní použitím směsi páry a vzduchu, nebo dusíku.During its lifetime, 2 to 4 oxidative regenerations can be performed, in which carbon deposits are removed using a mixture of steam and air, or nitrogen.
Pro hydrogenaci lze použít vodíku z parciální oxidace těžkého pyrolyzního oleje nebo jakéhokoliv plynu s obsahem vodíku nad 70 % obj., výhodně nad 85 °b obj.Hydrogen from partial oxidation of heavy pyrolysis oil or any gas with a hydrogen content above 70% vol., preferably above 85% vol., can be used for hydrogenation.
Na obrázku 1 je znázorněno zjednodušené technologické schéma hydrogenačního zpracování lehkého pyrolyzního oleje. Lehký pyrolyzní olej přiváděný přívodem 1 spolu s vodíkem přiváděným přívodem 2 prochází nejprve výměníky tepla J a potom vstupuje do předehřívače í, ve kterém se předehřeje na reakční teplotu se kterou vstupuje do horní části reaktoru £.Figure 1 shows a simplified technological scheme for the hydrogenation treatment of light pyrolysis oil. Light pyrolysis oil supplied through inlet 1 together with hydrogen supplied through inlet 2 first passes through heat exchangers J and then enters the preheater í, in which it is preheated to the reaction temperature at which it enters the upper part of the reactor £.
V reaktoru 2, za přítomnosti katalyzátoru ve formě částic, probíhají hydrorafinační, hydrogenační a/nebo hydrokrakovací reakce a to podle zaměření procesu. Vzhledem k tomu, že tyto reakce jsou doprovázeny značným vývojem tepla, je katalyzátor v reaktoru rozdělen do několika vrstev, mezi kterými se reakční produkty chladí. Chlazení lze provádět ve výměník ku 2 nebo přívodem chladného cirkulačního plynu a/nebo přívodem kapalného produktu mezi dvě vrstvy katalyzátoru. Je možná i vzájemná kombinace uvedených způsobů chlazení. Uspořádání chlazeni je takové, že nárůst teploty po průchodu jednotlivé vrstvy katalyzátoru nepřevýší 10 až 12 °C.In reactor 2, in the presence of a catalyst in the form of particles, hydrotreating, hydrogenation and/or hydrocracking reactions take place, depending on the process focus. Since these reactions are accompanied by significant heat development, the catalyst in the reactor is divided into several layers, between which the reaction products are cooled. Cooling can be carried out in the exchanger 2 or by supplying cold circulating gas and/or by supplying liquid product between two catalyst layers. A combination of the above cooling methods is also possible. The cooling arrangement is such that the temperature increase after passing through an individual catalyst layer does not exceed 10 to 12 °C.
V odlučovači 6 se oddělí z kapalného produktu plyn, který se částečně po přídavku čerstvého vodíku, přiváděného přívodem 2_, smíchává opět s lehkým pyrolyzním olejem, přiváděným přívodem J.. Menší část plynu se spolu s ostatními odplyny odvádí ven ze systému. Kapalný produkt z odlučovače 6 se zbavuje rozpuštěných plynů a lehkých kapalných uhlovodíků ve stabilizační koloně 1, v případě hydrokrakování lehkého pyrolyzního oleje se produkt běžným způsobem destilačně dělí ná žádané podíly, např. uhlovodíkové plyny, benzín, petrolej, motorovou naftu apod.In the separator 6, gas is separated from the liquid product, which is mixed again with light pyrolysis oil, supplied by inlet 2, after the addition of fresh hydrogen. A smaller part of the gas is discharged from the system together with the other off-gases. The liquid product from the separator 6 is freed from dissolved gases and light liquid hydrocarbons in the stabilization column 1. In the case of hydrocracking of light pyrolysis oil, the product is conventionally separated by distillation into the desired fractions, e.g. hydrocarbon gases, gasoline, kerosene, diesel fuel, etc.
Na obr. 2 je znázorněno celkové schéma způsobu zpracování pyrolyzního oleje. Z olefinové jednotky 2 se odvádí potrubím 15 těžký pyrolyzní olej do reaktorů parciální oxidace J_0, kde vzniká za přídavku kyslíku přiváděného přívodem 11 a vodní páry přiváděné přívodem 12 směs vodíku, kysličníku uhelnatého, kysličníku uhličitého a jiných látek v závislosti na složení suroviny a reakčních podmínkách, která se odvádí potrubím 14 do zařízení na čištění a zpracování reakčních produktů parciální oxidace 16. kde se tato směs běžně známými postupy zpracovává na vodík nebo směs vodíku a kysličníku uhelnatého, při současném odvodu potrubím 18 odpadních plynů tvořených předevěím CO2 a HgS. Takto vzniklý vodík se odvádí potrubím 2 do hydrogenační jednotky 13. kam se současně z etylénové jednotky 2 přivádí přívodem i lehký pyrolyzní olej. V hydrogenační jednotce se zpracovávajíFig. 2 shows a general diagram of the pyrolysis oil processing method. From the olefin unit 2, heavy pyrolysis oil is discharged through the pipe 15 to the partial oxidation reactors J_0, where, with the addition of oxygen supplied through the inlet 11 and water vapor supplied through the inlet 12, a mixture of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and other substances is formed, depending on the composition of the raw material and the reaction conditions, which is discharged through the pipe 14 to the device for cleaning and processing the reaction products of partial oxidation 16. where this mixture is processed by commonly known procedures into hydrogen or a mixture of hydrogen and carbon monoxide, while simultaneously discharging through the pipe 18 waste gases formed primarily by CO 2 and HgS. The hydrogen thus formed is discharged through the pipe 2 to the hydrogenation unit 13. where light pyrolysis oil is also supplied from the ethylene unit 2 through the inlet. The hydrogenation unit processes
Ί přivedené suroviny podle schématu na obr. 1 a v případě hydrokrakování se produkt z této jednotky 13 odvádí potrubím 17 do destilaění kolony 8, kde se rozdělí na žádané produkty.Ί the supplied raw materials according to the scheme in Fig. 1 and in the case of hydrocracking, the product from this unit 13 is discharged through the pipe 17 to the distillation column 8, where it is divided into the desired products.
Následující příklady ozřejmují způsob komplexního zpracování pyrolyzních olejů podle vynálezu a dokládají jeho díinek.The following examples illustrate the method of complex processing of pyrolysis oils according to the invention and demonstrate its effects.
Příklad 1Example 1
Těžký pyrolyzní olej ve směsi s mazutem, jejichž analýzy jsou uvedeny v tab. ě. 1, byl podroben parciální oxidaci za těchto reakěních podmínek:Heavy pyrolysis oil mixed with fuel oil, the analyses of which are given in Table 1, was subjected to partial oxidation under the following reaction conditions:
teplota v reaktoru: 1 350 až 1 450 °C tlak v reaktoru : 3,6 MPatemperature in the reactor: 1,350 to 1,450 °C pressure in the reactor: 3.6 MPa
Spotřeba surovin a výtěžky jednotlivých produktů jsou uvedeny v tab. č. 2.Raw material consumption and yields of individual products are shown in Table 2.
Tabulka č. ITable No. I
Mazut těžký pyrolyzní olejHeavy fuel oil (heavy pyrolysis oil)
Tabulka č. 2Table No. 2
MazutFuel oil
Mazut/TPOFuel oil/TPO
3:13:1
TPOTPO
Spotřeba suroviny kg/ 1 000 m3CO + H2 Spotřeba páry t/t suroviny Spotřeba kyslíku 1 000 m3/t suroviny Tvorba sazí kg/t suroviny Složení plynu CO + H2 (obj. 56)Raw material consumption kg/ 1,000 m 3 CO + H2 Steam consumption t/t raw material Oxygen consumption 1,000 m 3 /t raw material Soot formation kg/t raw material Gas composition CO + H2 (vol. 56)
H,S mg/m h2/coH,S mg/mh 2 /co
333333
0,350.35
0,520.52
99,499.4
920920
335335
0,4370.437
0,550.55
99,499.4
800800
0,870.87
338338
0,4000.400
0,590.59
4,4,
99,399.3
430430
0,80.8
Příklad' 2Example 2
Lehký pyrolyzní olej, jehož analýza je uvedena v tab. ě. 3 byl hydrogenován v pokusném zařízení obsahujícím 200 ml niklmolybdenového katalyzátoru při tlaku 6,8 MPa, obj. rychlostiLight pyrolysis oil, the analysis of which is given in Table 3, was hydrogenated in an experimental device containing 200 ml of nickel-molybdenum catalyst at a pressure of 6.8 MPa, a vol. rate of
217164 8217164 8
2,5 h’, v poměru vodíku k surovině 500 1/1. Katalyzátor obsahoval 3,1 % hmot. NiO a 12,3 % hmot. MoOj na nosiči aktivním kysličníku hlinitém gamaformy. Katalyzátor byl před vlastním pokusem v reaktoru vysušen v proudu dusíku při 400 °C. Síření katalyzátoru se provádělo při teplotě 280 °C směsí Hg-HgS (3 % obj. HgŠ).2.5 h’, at a hydrogen to raw material ratio of 500 1/1. The catalyst contained 3.1 wt. % NiO and 12.3 wt. % MoOj on an active gamma-form alumina support. The catalyst was dried in a nitrogen stream at 400 °C in the reactor before the actual experiment. The catalyst was sulfurized at 280 °C with a Hg-HgS mixture (3 vol. % HgŠ).
Tabulka č. 3Table No. 3
UkazatelPointer
SurovinaRaw material
Produkt hydrogenační teplota 300 °C 360 °CProduct hydrogenation temperature 300 °C 360 °C
Hydrogenační produkt uvedený v tabulce č. 3 lze použít jako komponenty topné nebo motorové nafty, který zlepší její spalovací charakteristiku (cetan. číslo 40 - 50) a nízkoteplotní chování.The hydrogenation product listed in Table 3 can be used as a component of heating or diesel fuel, which will improve its combustion characteristics (cetane number 40 - 50) and low-temperature behavior.
Jak již bylo uvedeno výše, lze zpracovávat lehký pyrolyzní olej ne uvedeném katalyzátoru hrubším hydrogenováním na složku tryskových paliv nebo hydrokrakováním na považované lehké podíly. »As mentioned above, light pyrolysis oil can be processed without the mentioned catalyst by coarser hydrogenation to a jet fuel component or by hydrocracking to the considered light fractions. »
Uvedené příklady potvrzují výhodnost způsobu komplexního zpracování lehkého a těžkého pyrolyzního oleje podle vynálezu. Pyrolyzní oleje představuje, .jak bylo již uvedeno, obtížně zpracovatelný odpad z olefinových jednotek. Přínosem vynálezu je úplné využití pyrolyzní ch olejů zpracováním na cenné produkty, jež zlepší ekonomickou bilanci výroby olefinů pyrolýzou ropných frakcí a přispějí k odstranění nedostatku kvalitních komponent motorových paliv. Delším přínosem je, že pro závody vyrábějící vodík parciální oxidací ropných destilačních zbytků, lze část těchto surovin nahradit těžkým pyrolyzním olejem a získanou surovinu použit pro zvýšení výroby vodíku, nebo k jiným vhodným účelům.The examples given confirm the advantage of the method of complex processing of light and heavy pyrolysis oil according to the invention. Pyrolysis oils represent, as already mentioned, waste from olefin units that is difficult to process. The benefit of the invention is the full use of pyrolysis oils by processing them into valuable products, which will improve the economic balance of olefin production by pyrolysis of petroleum fractions and contribute to eliminating the shortage of high-quality components of motor fuels. A further benefit is that for plants producing hydrogen by partial oxidation of petroleum distillation residues, part of these raw materials can be replaced with heavy pyrolysis oil and the obtained raw material can be used to increase hydrogen production, or for other suitable purposes.
Při způsobu zpracováni pyrolyzních olejů podle vynálezu je důležité, že jde o komplexní zpracování celého množství odpadajících pyrolyzních olejů, postupy vycházející z neupravovaných surových pyrolyzních olejů a tedy nevyžadujícími žádnou předběžnou úpravu zpracovávaných pyrolyzních olejů, čímž se vylučuje nebezpečí a obtíže s takovýmto zpracováním spojené. Přitom jde o jednoduchý postup skládající se ze dvou dílčích procesů, umožňující využít jednoduše celého množství pyrolyzních olejů i z velkokapacitních jednotek.In the method of processing pyrolysis oils according to the invention, it is important that it is a comprehensive processing of the entire amount of waste pyrolysis oils, procedures based on untreated raw pyrolysis oils and therefore not requiring any preliminary treatment of the processed pyrolysis oils, thereby eliminating the dangers and difficulties associated with such processing. At the same time, it is a simple procedure consisting of two partial processes, allowing the entire amount of pyrolysis oils to be easily utilized even from large-capacity units.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS223979A CS217164B1 (en) | 1979-04-03 | 1979-04-03 | A method of complex processing of pyrolysis oils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS223979A CS217164B1 (en) | 1979-04-03 | 1979-04-03 | A method of complex processing of pyrolysis oils |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS217164B1 true CS217164B1 (en) | 1982-12-31 |
Family
ID=5358935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS223979A CS217164B1 (en) | 1979-04-03 | 1979-04-03 | A method of complex processing of pyrolysis oils |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS217164B1 (en) |
-
1979
- 1979-04-03 CS CS223979A patent/CS217164B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2733847C2 (en) | Integrated method for increasing production of olefins by reprocessing and treatment of a heavy residue of cracking | |
| RU2380397C2 (en) | Raw material processing method, of materials such as heavy crude oil and bottoms | |
| US10968404B2 (en) | Pyrolysis tar upgrading | |
| US4485004A (en) | Catalytic hydrocracking in the presence of hydrogen donor | |
| US7618530B2 (en) | Heavy oil hydroconversion process | |
| US4294686A (en) | Process for upgrading heavy hydrocarbonaceous oils | |
| KR102505534B1 (en) | Upgraded ebullated bed reactor with less fouling sediment | |
| RU2005117790A (en) | METHOD FOR PROCESSING HEAVY RAW MATERIALS, SUCH AS HEAVY RAW OIL AND CUBE RESIDUES | |
| US5322617A (en) | Upgrading oil emulsions with carbon monoxide or synthesis gas | |
| Le Page et al. | Resid and heavy oil processing | |
| RU2128207C1 (en) | Method of producing fuel distillates | |
| GB2113708A (en) | Process for removing polymer-forming impurities from naphtha fraction | |
| RU2006115300A (en) | INTEGRATED METHOD FOR CONVERSION OF COAL-CONTAINING RAW MATERIALS IN LIQUID PRODUCTS | |
| CN110099984B (en) | Pyrolysis tar conversion | |
| CN112969773B (en) | C 5+ Hydrocarbon conversion process | |
| US9879188B2 (en) | Integrated ebullated-bed hydroprocessing, fixed bed hydroprocessing and coking process for whole crude oil conversion into hydrotreated distillates and petroleum green coke | |
| US11674097B2 (en) | Upgrading of pyrolysis tar and flash bottoms | |
| KR0148566B1 (en) | Process for the conversion of a heavy hydrocarbonaceous feedstock | |
| US4298457A (en) | Hydropyrolysis process for upgrading heavy oils and solids into light liquid products | |
| US3565784A (en) | Hydrotorting of shale to produce shale oil | |
| CN119403901A (en) | Co-processing of plastic waste in coker for jet fuel production | |
| US3475327A (en) | Hydrodesulfurization of blended feedstock | |
| RU2186090C2 (en) | Method for production of liquid hydrocarbons by hydrogenation and demetallization of heavy oil feedstock | |
| EP0035864B1 (en) | Process for upgrading heavy hydrocarbonaceous oils | |
| FR2516932A1 (en) | PROCESS FOR CONVERTING HEAVY OILS OR PETROLEUM RESIDUES IN GASEOUS AND DISTILLABLE HYDROCARBONS |