DD140894A5 - METHOD FOR THE HYDROPREATMENT OF HEAVY HYDROCARBONSTRUCTURES - Google Patents
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Description
- 210 059 - 210 059
Verfahren zur Hydrobehandlung eines schweren Kohlenwasserstoffs troins Process for the hydrotreatment of a heavy hydrocarbon troins
Die Erfindung betrifft die katalytische Behandlung von schweren Kohlenwasserstoffströmen, die asphaltenisches Material, Metalle, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen enthalten, in Anwesenheit von Wasserstoff»The invention relates to the catalytic treatment of heavy hydrocarbon streams containing asphaltene material, metals, nitrogen compounds and sulfur compounds in the presence of hydrogen. "
Bs ist weit bekannt, daß verschiedenartige organometaiiisehe Verbindungen und Asphaltene in Erdölrohölen und anderen schweren Erdölkohlenwasserstoffströmen, wie Erdölkohlenwassers t of frückständen, Kohlenwasserstoffströmen, die sich von Schwerölsanden ableiten, und Kohlenwasserstoffströmen, die sich von Kohle ableiten, vorliegen· Die häufigsten, in derartigen Kohlenwasserstoffströmen vorgefundenen Metalle sind Uickel, Vanadin und Eisen* Derartige Metalle sind für verschiedene Erdölrefining-Verfahren, wie Hydrocrackung, Hydroentschwefelung und katalytische Crackung schädlich. Die Metalle und Asphaltene führen zu einer Zwischenraumverstopfung des Katalysatorbetts und zu einer herabgesetzten Katalysatorlebensdauer, Die verschiedenen Metallablagerungen auf dem Katalysator neigen dazu, den Katalysator zu vergiften oder zuIt is well known that various organometailic compounds and asphaltenes are present in petroleum crude oils and other heavy petroleum hydrocarbon streams such as petroleum hydrocarbon bottoms, hydrocarbon streams derived from heavy oil sands, and hydrocarbon streams derived from coal. The most common found in such hydrocarbon streams Metals are nickel, vanadium and iron. Such metals are detrimental to various petroleum refining processes such as hydrocracking, hydrodesulfurization and catalytic cracking. The metals and asphaltenes lead to clogging of the catalyst bed and reduced catalyst life. The various metal deposits on the catalyst tend to poison or to catalyze the catalyst
Berlin", den 19. 7. 1979 APC 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, 19 July 1979 APC 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
entaktivieren. Überdies neigen die Asphaltene dazu, die Zugänglichkeit der Kohlenwasserstoffe gegenüber einer Entschwefelung zu vermindern. Wird ein Katalysator, wie ein Entschwefelungskatalysator oder ein Crackkatalysator in Form eines Wirbelbetts oder Fluidbetts einer Kohlenwasserstoff-Fraktion ausgesetzt, die Metalle und Asphaltene enthält, so wird der Katalysator rasch entaktiviert und einer vorzeitigen Entfernung aus dem speziellen Reaktor unterzogen und durch einen neuen Katalysator ersetzt.deactivate. Moreover, the asphaltenes tend to reduce the accessibility of the hydrocarbons to desulfurization. When a catalyst such as a desulfurization catalyst or cracking catalyst in the form of a fluidized bed or fluidized bed is exposed to a hydrocarbon fraction containing metals and asphaltenes, the catalyst is rapidly deactivated and subjected to premature removal from the particular reactor and replaced with a new catalyst.
Obgleich Verfahren zur Hydrobehandlung von schweren Kohlenwasserstoff strömen, die schwere Rohöle, reduzierte Rohöle und Erdölkohlenwasserstoffrückstände einschließen, jedoch nicht auf diese beschränkt sind, bekannt sind, ist die Verwendung von katalytischen Festbettverfahren zur Umwandlung derartiger Beschickungen ohne eine merkliche Asphalteneabßcheidung und Reaktorverstopfung unter wirksamer Entfernung von Metallen und anderen Verunreinigungen, wie Schwefelverbindungen und Stickstoffverbindungen, nicht allzu geläufig. Während einst die schweren Anteile der Kohlenwasserstoffströme als Brennmaterial niedriger Qualität oder als Quelle für Materialien vom Asphalttyp verwendet werden konnten, er~ fordern die heutige Politik und wirtschaftlichen Verhältnisse, daß derartiges Material hydrobehandelt wird, um Beeinträchtigungen der Umwelt durch diese zu beseitigen und einen größeren Anteil an verwendbaren Produkten aus derartigen Beschickungen zu erhalten.Although methods of hydrotreating heavy hydrocarbon streams including but not limited to heavy crudes, reduced crudes and petroleum hydrocarbon residues are known, the use of fixed bed catalytic processes for converting such feeds without appreciable asphaltene segregation and reactor clogging to effectively remove metals and other impurities, such as sulfur compounds and nitrogen compounds, are not all that common. While once the heavy fractions of the hydrocarbon streams could be used as low quality fuel or as a source of asphalt type materials, today's policies and economics require that such material be hydrotreated to eliminate environmental degradation and more to obtain usable products from such feeds.
Es ist allgemein bekannt, daß Erdölkohlenwasserstoffströme in Anwesenheit eines Katalysators, der eine Hydrierungskomponente und ein geeignetes Trägermaterials wie ein Alumi-It is well known that petroleum hydrocarbon streams in the presence of a catalyst comprising a hydrogenation component and a suitable carrier material s like an aluminum
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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niumoxid, ein Aluminiumoxid-Siliciumdioxid, oder Silicium-Aluminiumoxid umfaßt, hydrobehandelt, d. h, hydroentschwefelt, hydroenitrifiziert und/oder hydrogecrackt werden können. Die Hydrierungskomponente umfaßt ein oder mehrere Metalle aus der Gruppe VI und/oder Gruppe VIII des Periodensystems der chemischen Elemente, wie die Periodentabelle auf Seite 628 von Webster 1S Seventh Hew Collegiate Dictionary, 6· & C· Merriam Company, Springfield, Massachusetts, USA (1963).niumoxid, an alumina-silica, or silicon-alumina, hydrotreated, d. h, hydrodesulfurized, hydroenitrified and / or hydrocracked. The hydrogenation component comprises one or more metals from Group VI and / or Group VIII of the Periodic Table of the chemical elements, such as the periodic table on page 628 of Webster 1 S Seventh Hew Collegiate Dictionary, 6 · C · Merriam Company, Springfield, Massachusetts, USA (1963).
Derartige Kombinationen von Metallen, wie Kobalt und Molybdän, liickel und Molybdän, Kobalt, Nickel und Molybdän und Nickel und Wolfram erwiesen sich als verwendbar. Beispielsweise lehrt die US-PS 3 340 180, daß schwere Kohlenwasserstoffs tröme, die Schwefel, Asphaltmaterialien und Metall enthaltende Verbindungen als Verunreinigungen enthalten, in Anwesenheit eines Katalysators hydrobehandelt werden können, der derartige Metallkombinationen und ein aktiviertes Aluminiumoxid enthält, das weniger als 5 % seines Porenvolumens, das in Form von Poren mit einem Radius von 0 Angströmeinheiten [a] (0 nm) bis 300 A (30 nm) vorliegt, in Poren mit einem Radius von größer als 100 A (10 nm) vorliegen hat und weniger als 10 % des Porenvolumens in Poren mit einem Radius von grö-Such combinations of metals such as cobalt and molybdenum, nickel and molybdenum, cobalt, nickel and molybdenum, and nickel and tungsten have been found to be useful. For example, US Pat. No. 3,340,180 teaches that heavy hydrocarbon streams containing sulfur, asphaltic materials and metal-containing compounds as impurities can be hydrotreated in the presence of a catalyst containing such metal combinations and an activated alumina less than 5 % of its weight Pore volume, which is in the form of pores with a radius of 0 angstrom units [a] (0 nm) to 300 A (30 nm), in pores with a radius greater than 100 A (10 nm), and less than 10% pore volume in pores with a radius of
o ßer als 80 A (8 nm) vorliegen hat.o than 80 A (8 nm) is present.
Die US-PS 4 016 067 beschreibt, daß schwere Kohlenwasserstoff ströme in einem zweikomponentigen Katalysatorsystem entmetallisiert und entschwefelt werden können, bei dem der erste Katalysator ein Metall der Gruppe VI und ein Metall der Gruppe VIII, vorzugsweise Molybdän und Kobalt, in Verbindung mit einem Aluminiumoxidträger mit einem beachtlichen GehaltUS Pat. No. 4,016,067 discloses that heavy hydrocarbon streams can be demetallised and desulfurized in a two-component catalyst system wherein the first catalyst is a Group VI metal and a Group VIII metal, preferably molybdenum and cobalt, in conjunction with an alumina carrier with a considerable salary
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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an 0— und/oder Θ-»Aluminiumoxid umfaßt, bei dem zumindest 60 % seines Porenvolumens in Poren mit einem Durchmesser von ca. 100 A (10 nm) bis 200 2 (20 nm) vorliegen und zumindest ca» 5 % seines Porenvolumens in Poren mit einem Durchmesserat 0- and / or Θ- »alumina, in which at least 60 % of its pore volume in pores having a diameter of about 100 A (10 nm) to 200 2 (20 nm) are present and at least about 5 % of its pore volume in Pores with a diameter
ο von größer als 500 A (50 nm) vorliegen und der eine spezifisehe Oberfläche von bis zu ca, 110 m /g besitzt und bei dem die zweite Katalysatorkomponente eine ähnliche Hydrierungskomponente umfaßt in Verbindung mit einer feuerfesten Base, vorzugsweise Aluminiumoxid, und zumindest 50 %, vorzugsweise 60 % des Porenvolumens durch Poren gebildet werden mit einemο greater than 500 A (50 nm) and having a specific surface area of up to about 110 m / g and in which the second catalyst component comprises a similar hydrogenation component in combination with a refractory base, preferably alumina, and at least 50 % , Preferably, 60 % of the pore volume are formed by pores with a
Q OQ O
Durchmesser von 30 A (3 nm) bis 100 A (10 nm) und die spezifische Oberfläche zumindest 150 m /g beträgt.Diameter of 30 A (3 nm) to 100 A (10 nm) and the specific surface is at least 150 m / g.
Die US-PS 2 890 162 lehrt, daß Katalysatoren, die aktive katalytische Komponenten auf Aluminiumoxid umfassen und einen häufigsten Porendurchmesser von 60 A (6 nm) bis 400 A (40 nm) besitzen und Poren, die Durchmesser von mehr als 1000 A (100 nm) aufweisen können, geeignet sind für die Entschwefelung, Hydrocrackung, das Hydroforming-Verfahren von Naphthenkohlenwasserstoffen, die Alkylierung, das Reforming-Verfahren von Naphthas, die Isomerisierung von Paraffinen u. dgl., die Hydrierung, die Dehydrierung und für verschiedene Typen von Hydrofining-Verfahren und die Hydrocrackung von Rückständen und anderen Asphalt enthaltenden Materialien. Es wird empfohlen, daß geeignete aktive Komponenten und Promotoren ein Metall oder eine katalytische Verbindung von verschiedenen Metallen umfassen, wobei Molybdän und Chrom unter 35 aufgezählten Metallen genannt sind.U.S. Patent No. 2,890,162 teaches that catalysts comprising alumina active catalytic components have a most common pore diameter of from 60Å (6nm) to 400Å (40nm) and pores having diameters greater than 1000Å (100Å) nm), are suitable for the desulfurization, hydrocracking, the hydroforming process of naphtha hydrocarbons, the alkylation, the reforming process of naphthas, the isomerization of paraffins u. Like., Hydrogenation, dehydrogenation and for various types of hydrofining and the hydrocracking of residues and other asphalt-containing materials. It is recommended that suitable active components and promoters include a metal or catalytic compound of various metals, with molybdenum and chromium being listed among 35 enumerated metals.
Die GB-PS 1 051 341 beschreibt ein Verfahren zur Hydrodealkylierung von bestimmten Aromaten, das einen Katalysator ver-GB-PS 1 051 341 describes a process for the hydrodealkylation of certain aromatics which comprises a catalyst.
Berlin,· den 19. 7. 1979Berlin, July 19, 1979
GZ 54 802 18GZ 54 802 18
AP C 10 G/210 059AP C 10 G / 210 059
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wendet, der aus Oxiden oder Sulfiden eines Metalls der Gruppe VI, aufgetragen auf Aluminiumoxid mit einer Porosität von 0,5 ml/g bis 1,8 ml/g und einer spezifischen Oberfläche vonwhich consists of oxides or sulfides of a group VI metal, coated on alumina with a porosity of 0.5 ml / g to 1.8 ml / g and a specific surface of
ρ Ορ Ο
138 m /g bis 200 m/g umfaßt, wobei zumindest 85 % der Ge-138 m / g to 200 m / g, whereby at least 85 % of the total
samtporosität auf Poren mit einem Durchmesser von 150 A (15 um) bis 550 A (55 nm) zurückzuführen sind.total porosity is due to pores having a diameter of 150 Å (15 μm) to 550 Å (55 nm).
Die US-PS 3 245 919 und 3 267 025 beschreiben Kohlenwasserst off umwandlungsverfahren, wie das Reforming-Verfahren, die Hydrocrackung, die Hydrodesulfurierung, die Isomerisierung, die Hydrierung und die Dehydrierung, die einen Katalysator einer katalytischen Menge einer Metallkoniponente, ausgewählt unter Metallen der Gruppe VI und Gruppe VIII, wie Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen, Nickel, Kobalt und die Platingruppenmetalle, deren Verbindungen und deren Mischungen, aufgebracht auf ein X-Aluminiumoxid, erhalten durch Trocknen und Calcinierung eines Bb'hmitaluminiumoxidprodukts mit einer Porenstruktur, bei der insgesamt zumindest ca. 0,5 ccm/g in Poren mit einer Größe von mehr als 80 A (8 nm) vorliegen, verwenden.U.S. Patents 3,245,919 and 3,267,025 disclose hydrocarbon conversion processes such as the reforming process, hydrocracking, hydrodesulphurization, isomerization, hydrogenation and dehydrogenation, which is a catalyst of a catalytic amount of a metal component selected from metals Group VI and Group VIII, such as chromium, molybdenum, tungsten, iron, nickel, cobalt, and the platinum group metals, their compounds, and mixtures thereof, supported on an X- alumina obtained by drying and calcining a bimethylaluminum oxide product having a pore structure, in which a total of at least about 0.5 cc / g in pores greater than 80 Å (8 nm) in size.
Die US-PS 3 630 888 lehrt die Behandlung von Rückstandskohlenwasserstoff beschickungen in Anwesenheit eines Katalysators, der einen Promotor, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Elementen der Gruppe VIB und Gruppe VIII des Periodensystems, deren Oxiden und deren Kombinationen, und ein teilchenförmiges katalytisches Mittel von Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und deren Kombinationen mit einem Gesamtporenvolumen von größer als 0,40 cnr/g umfaßt, wobei dieses Porenvolumen Mikroporen und Zugangskanäle umfaßt, wobei die Zugangskanäle interstitiell durch die Struktur der Mikroporen räumlich angeordnet sind, wobei ein erster Teil der Zugangskanäle Durchmesser zwischen ca« 100 A (10 nm) und ca* 1000 AU.S. Patent 3,630,888 teaches the treatment of residual hydrocarbon feedstocks in the presence of a catalyst comprising a promoter selected from the group consisting of Group VIB and Group VIII elements of the Periodic Table, their oxides and combinations thereof, and a particulate catalytic agent of silica, alumina and combinations thereof having a total pore volume of greater than 0.40 cnr / g, said pore volume comprising micropores and access channels, said access channels being interstitially spaced throughout the structure of said micropores, a first portion of said access channels being of diameter between about 100 A (10 nm) and about 1000 A
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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(100 nm) besitzt, welch erster Teil 10 % bis 40 % des Porenvolumens umfaßt, ein zweiter Teil der Zugangskanäle Durchmesser von größer als 1000 A (100 nm) besitzt, welch zweiter Teil 10 % bis 40 % des Porenvolumens umfaßt, wobei der verbliebene Teil des Porenvolumens Mikroporen mit Durchmessern von weniger als 100 A (10 nm) umfaßt, welcher verbliebene Teil 20 % bis 80 % des Gesamtporenvolumen umfaßt.(100 nm), which first part comprises 10 % to 40 % of the pore volume, a second part of the access channels has diameters greater than 1000 A (100 nm), the second part comprising 10 % to 40 % of the pore volume, the remaining Part of the Pore Volume Micropores with diameters less than 100 A (10 nm) include which remaining portion comprises 20 % to 80 % of the total pore volume.
Die US-PS 3 114 701 beschreibt, während sie darauf hinweist, daß bei Hydrofining-Verfahren Stickstoffverbindungen aus Erdb'lkohlenwasserstoffen in Anwesenheit von verschiedenen Katalysatoren, die im allgemeinen Chrom- und/oder Molybdänoxide zusammen mit Eisen-, Kobalt- und/oder Nickeloxiden auf einem porösen Oxidträger, wie Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, umfassen, entfernt werden, ein Hydrodenitrifizierungsverfahren, das einen Katalysator verwendet, der große Konzentrationen an Nickel und Molybdän auf einem überwiegenden Aluminiumoxidträger enthält, um Kohlenwasserstoffßtröme, die bei 82 0C (180 0P) bis ca. 566 0C (1050 0P) sieden, zu behandelnβU.S. Patent 3,114,701, while indicating that in hydrofining processes, nitrogen compounds are derived from petroleum hydrocarbons in the presence of various catalysts, which generally contain chromium and / or molybdenum oxides along with iron, cobalt and / or nickel oxides on a porous oxide support such as alumina or silica-alumina include, be removed, a Hydrodenitrifizierungsverfahren that uses a catalyst containing large concentrations of nickel and molybdenum on a predominantly alumina carrier to Kohlenwasserstoffßtröme which (at 82 0 C 180 0 P ) to about 566 0 C (1050 0 P), to be treated
Die US-PS 2 843 552 beschreibt, daß ein Katalysator, der Chromoxid in beträchtlicher Menge zusammen mit Aluminiumoxid enthält, einen Katalysator mit sehr guter Verschleiß- bzw. Abnutzungsbeständigkeit ergibt, imprägniert hierauf Molybdänoxid enthalten kann und für Reforming-, Bntschwefelungs- und Isomerisationsverfahren verwendet werden kann.US Pat. No. 2,843,552 discloses that a catalyst containing chromium oxide in substantial amount with alumina gives a catalyst with very good wear resistance, impregnated with molybdenum oxide and used for reforming, debindering and isomerization processes can be.
Die US-PS 2 577 823 lehrt, daß die Hydrodesulfurierung von schweren Kohlenwasserstoff-Fraktionen, die 1 % bis 6,5 %U.S. Patent 2,577,823 teaches that hydrodesulfurization of heavy hydrocarbon fractions containing 1 % to 6.5%
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Schwefel in Form von organischen Schwefelverbindungen enthalten, wie reduziertes Rohöl, über einen Katalysator von Chrom-, Molybdän- und Aluminiumoxiden geleitet werden kann, wobei dieser Katalysator durch gleichzeitiges Ausfällen der Oxide des Chroms und Molybdäns auf einer zuvor gebildeten Aluminiumoxid-Auf schlämmung bei einem pH-Wert von 6 bis 8 gebildet wird·Containing sulfur in the form of organic sulfur compounds, such as reduced crude oil, can be passed over a catalyst of chromium, molybdenum and aluminum oxides, this catalyst by simultaneously precipitating the oxides of chromium and molybdenum on a previously formed alumina slurry at a pH Value is formed from 6 to 8 ·
Die US-PS 3 265 615 beschreibt eine Methode zur Herstellung eines auf einen Träger aufgebrachten Katalysators, bei dem ein Katalysatorträger mit hoher spezifischer Oberfläche, wie Aluminiumoxid, mit Ammoniummolybdat imprägniert und dann in eine wäßrige Lösung von Chromsulfat eingetaucht und der behandelte Träger über nacht getrocknet und anschließend durch Behandlung mit Wasserstoff bei den folgenden Temperaturfolgen reduziert wird: 288 0C (550 0P) während 1/2 Stunde; 399 0C (750 0F) während 1/2 Stunde; und 510 0C (950 0F) während 1/2 Stunde. Das reduzierte Material wird sulfidiert und für ein Hydrofining-Verfahren von schwerem Gasöl mit einem Siedepunkt von 343 0C (650 0F) bis 499 0C(930 0P) verwendet.US Pat. No. 3,265,615 describes a method for preparing a supported catalyst in which a high specific surface area catalyst support such as alumina is impregnated with ammonium molybdate and then immersed in an aqueous solution of chromium sulfate and the treated support is dried overnight and then reduced by treatment with hydrogen at the following temperature sequences: 288 0 C (550 0 P) for 1/2 hour; 399 ° C (750 ° F) for 1/2 hour; and 510 ° C (950 ° F) for 1/2 hour. The reduced material is sulfided and a hydrofining process of heavy gas oil having a boiling point of 343 0 C (650 0 F) to 499 0 C (930 0 P) used.
Die US-PS 3 956 105 beschreibt ein Verfahren zur Hydrobehandlung von Erdölkohlenwasserstoff-Fraktionen, wie Rückstandsheizöle, das einen Katalysator verwendet, der ein Metall der Gruppe VIB (Chrom, Molybdän, Wolfram), ein Metall der Gruppe VIII (Nickel, Kobalt) und ein feuerfestes anorganisches Oxid, das Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Thoriumoxid, Boroxid, Chromoxid, Magnesiumoxid und deren Mischungen sein kann, umfaßt. Der Katalysator wird durch trockenes Mischen einer feinverteilten Verbindung eines Metalls der Gruppe VIB, einer Verbindung eines Metalls der Gruppe VIII und einesUS Pat. No. 3,956,105 discloses a process for hydrotreating petroleum hydrocarbon fractions, such as residual heating oils, using a catalyst comprising a Group VIB metal (chromium, molybdenum, tungsten), a Group VIII metal (nickel, cobalt) and a refractory inorganic oxide, which may be alumina, silica, zirconia, thoria, boria, chromia, magnesia and mixtures thereof. The catalyst is prepared by dry blending a finely divided Group VIB metal compound, a Group VIII metal compound, and a Group VIII metal compound
Berlinj den 19. 7. 1979 APC 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 APC 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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feuerfesten anorganischen Oxids, Peptisierung der Mischung und Bildung einer extrudierbaren teigartigen Masse, Extrudieren und Calcinieren hergestellt.refractory inorganic oxide, peptizing the mixture and forming an extrudable dough-like mass, extruding and calcining.
Die US-PS 3 640 817 beschreibt ein Zwei-Stufen-Verfahren zur Behandlung von Asphaltene enthaltenden Kohlenwasserstoffen. Beide Katalysatoren bei dem Verfahren umfassen eine oder mehrere metallische Komponenten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Chrom, Eisen, Kobalt, Nikkei und den Platingruppen-Metallen, auf einem porösen Trägermaterial, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid und deren Mischungen, wobei bei dem ersten Katalysator mehr als 50 % seines Makroporenvolumens durch Poren mit einem Porendurchmesser von größer als ca.U.S. Patent 3,640,817 discloses a two-step process for treating asphaltene-containing hydrocarbons. Both catalysts in the process comprise one or more metallic components selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, chromium, iron, cobalt, nickel, and the platinum group metals on a porous support material such as alumina, silica, zirconia, magnesia, titania and mixtures thereof, wherein in the first catalyst more than 50 % of its macropore volume is due to pores having a pore diameter greater than about
1000 A (100 nm) charakterisiert sind und bei dem zweiten Katalysator weniger als 50 % seines Makroporenvolumens durch Poren mit einem Porendurchmesser von größer als ca. 1000 A (100 nm) charakterisiert sind.1000 A (100 nm) and in the second catalyst less than 50 % of its macropore volume is characterized by pores having a pore diameter greater than about 1000 A (100 nm).
Die US-PS 3 957 622 lehrt ein Zwei-Stufen-Hydr©umwandlungsverfahren zur Behandlung von Asphaltene enthaltenden Dunkelb'len bzw. Schwarzölen. Die Desulfurierung findet bei der ersten Stufe über einem Katalysator statt, bei dem weniger als 50 % seines Porenvolumens durch Poren mit einem Porendurchmesser von größer als ca. 1000 A (100 nm) gekennzeichnet sind. Die beschleunigte Umwandlung und Desulfurierung des asphaltenischen Teils findet bei der zweiten Stufe über einem Katalysator statt, bei dem mehr als 50 % seines Makroporenvolumens durch Poren mit einem Porendurchmesser von größer als 1000 A (100 nm) gekennzeichnet sind. Jeder Katalysator umfaßt eine oder mehrere metallische Komponenten, ausgewähltUS Pat. No. 3,957,622 teaches a two-stage hydration process for treating asphaltene-containing dark oils or black oils. The desulphurization takes place in the first stage over a catalyst in which less than 50 % of its pore volume is characterized by pores having a pore diameter of greater than about 1000 A (100 nm). The accelerated conversion and desulfurization of the asphaltenic moiety occurs at the second stage over a catalyst in which more than 50 % of its macropore volume is characterized by pores having a pore diameter greater than 1000 Å (100 nm). Each catalyst comprises one or more metallic components selected
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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aus der Gruppe bestehend aus Molybdän, Wolfram, Chrom, Eisen; Kobalt, Nickel, den Platingruppen-Metallen und deren Mischungen, auf einem Trägermaterial von Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Boroxid, Strontiumoxid, Hafniumoxid oder deren Mischungen.from the group consisting of molybdenum, tungsten, chromium, iron; Cobalt, nickel, the platinum group metals and mixtures thereof, on a support material of alumina, silica, zirconia, magnesia, titania, boria, strontia, hafnia or mixtures thereof.
Die PR-Patentpublikation 2 281 972 lehrt die Herstellung eines Katalysators, der die Oxide von Kobalt, Molybdän und/ oder Nickel auf einer Base von Aluminiumoxid und 3 bis 15 Gewichts-% Chromoxid umfaßt, und dessen Verwendung für das Refining-Verfahren von Kohlenwasserstoff-Fraktionen, vorzugsweise zur Hydrodesulfurierung von Heizölen, erhalten durch Vakuumdestillation, oder Rückstandsölen, erhalten durch Destillation unter Atmosphärendruck. Die Base kann durch Copräzipitation von Verbindungen des Chroms und Aluminiums hergestellt werden.PR Patent Publication 2 281 972 teaches the preparation of a catalyst comprising the oxides of cobalt, molybdenum and / or nickel on a base of alumina and 3 to 15% by weight of chromium oxide, and its use for the refining process of hydrocarbons. Fractions, preferably for Hydrodesulfurierung of fuel oils, obtained by vacuum distillation, or residual oils, obtained by distillation under atmospheric pressure. The base can be prepared by co-precipitation of compounds of chromium and aluminum.
Die US-PS 3 162 596 lehrt, daß bei einem integrierten Verfahren ein Rückstandskohlenwasserstofföl, das Metallverunreini- . gungen (Mekel und Vanadin) enthält, zuerst entweder mit einem Wasserstoff-Donator-Verdünnungsmittel oder über einem Katalysator, der ein oder mehrere die Hydrierung beschleunigende Metalle, aufgebracht auf einem festen Träger, veranschaulicht durch Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid, enthält, hydriert wird und dann vakuumdestilliert wird, um eine schwere Gasölfraktion, die herabgesetzte Mengen an Metallen enthält, von einem nicht-destillierten Rückstand abzutrennen, der überwiegend oberhalb ca. 593 0C (1100 0P) siedet und asphaltartiges Material enthält. Die schwere Gasölfraktion wird anschließend katalytisch gecrackt.U.S. Patent 3,162,596 teaches that in an integrated process, a residual hydrocarbon oil, the metal contaminant. ments (Meckel and Vanadin), first with either a hydrogen donor diluent or over a catalyst containing one or more hydrogenation-promoting metals supported on a solid support, exemplified by alumina or silica, is hydrogenated, and then vacuum distilled is to separate a heavy gas oil fraction containing reduced amounts of metals from a non-distilled residue boiling predominantly above about 593 0 C (1100 0 P) and contains asphalt-like material. The heavy gas oil fraction is then catalytically cracked.
Berlin,'den 19· 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, 19 · 7. 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Die US-PS 3 180 820 lehrt, daß eine schwere Kohlenwasserstoffbeschickung bei einem Zwei-Zonen-Hydrodesulfurierungsverfahren aufgewertet werden kann, bei dem 3ede Zone einen festen Hydrierungskatalysator verwendet, der ein oder mehrere Metalle der Gruppen VB, VIB und VIII des Periodensystems der chemischen Elemente umfaßt. Jeder Katalysator kann auf einem Träger aufgebracht oder nicht aufgebracht sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erste Zone eine nicht auf einem Träger aufgebrachte Katalysator-Öl-Aufechlämmung, und die zweite Zone enthält einen auf einem Träger aufgebrachten Katalysator in einem Pestbett, einer Aufschlämmung oder in einem Wirbelbett. Der Träger des auf den Träger aufgebrachten Katalysators ist ein poröser, feuerfester anorganischer Oxid-Träger, der Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Thoriumoxid, Boroxid, Strontiumoxid, Hafniumoxid und Komplexe von zwei oder mehreren Oxiden, wie Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Zirkonoxid, Siliciumdioxid-Magnesiumoxid, Aluminiumoxid-Titanoxid und Siliciumdioxid-Magnesiumoxid-Zirkonoxid unter anderem umfaßt. Die Patentschrift sieht vor, daß der auf dem Träger aufgebrachte Katalysator, der für die Vervyendung bei der Erfindung geeignet ist, eineUS Pat. No. 3,180,820 teaches that a heavy hydrocarbon feedstock can be upgraded in a two-zone hydrodesulfurization process in which each zone uses a solid hydrogenation catalyst containing one or more metals of Groups VB, VIB and VIII of the Periodic Table of Chemical Elements includes. Each catalyst may be supported or unattached. In a preferred embodiment, the first zone contains a non-supported catalyst-oil slurry, and the second zone contains a supported catalyst in a plague bed, slurry, or fluidized bed. The support supported catalyst is a porous, refractory inorganic oxide support comprising alumina, silica, zirconia, magnesia, titania, thoria, boria, strontia, hafnia, and complexes of two or more oxides such as silica-alumina, silica Zirconia, silica-magnesia, alumina-titania, and silica-magnesia-zirconia, among others. The patent provides that the supported catalyst suitable for use in the invention has a
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spezifische Oberfläche von ca. 50 m /g bis 700 m /g, einen Porendurchmesser von ca. 20 A (2 nm) bis 600 A (60 nm) und ein Porenvolumen von ca« 0,10 ml/g bis 20 ml/g aufweist.specific surface area of about 50 m / g to 700 m / g, a pore diameter of about 20 A (2 nm) to 600 A (60 nm) and a pore volume of about 0.10 ml / g to 20 ml / g having.
Die US-PS 3 977 961 und 3 985 684 beschreiben Verfahren zur Hydro-Umwandlung von schweren Rohölen und Rückständen, die einen oder zwei Katalysatoren verwenden, von denen jeder ein Metall der Gruppe VIB und/oder ein Metall der Gruppe VIII auf einem feuerfesten anorganischen Oxid, wie Aluminiumoxidf US Pat. Nos. 3,977,961 and 3,985,684 describe methods of hydroconversion of heavy crude oils and residues using one or two catalysts, each of which is a Group VIB metal and / or a Group VIII metal on a refractory inorganic Oxide, such as alumina f
Berlin, den. 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, the. 19. 7. 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Boroxid, Phosphat, Titanoxid, Ceroxid und Thoriumoxid, umfaßt, ein Metall der Gruppe IVA, wie Germanium, umfassen kann, eine sehr hohe spezifische Oberfläche besitzt und ein ultrahohes Porenvolumen aufweist. Bei dem ersten Katalysator besitzen zumindest ca. 20 % seines gesamten Porenvolumens einen absolutenSilica, zirconia, magnesia, boria, phosphate, titania, ceria and thoria, may comprise a Group IVA metal such as germanium, has a very high specific surface area, and has an ultrahigh pore volume. In the first catalyst at least about 20 % of its total pore volume has an absolute
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Durchmesser im Bereich von ca. 100 A (10 mn) bis ca. 200 A (20 nm), wenn der Katalysator einen Teilchengrößendurchmesser bis zu 0,051 cm (1/50 inch) besitzt, weisen zumindest 15 % seines gesamten Porenvolumens einen absoluten Durchmes-Diameters in the range of about 100 A (10 nm) to about 200 A (20 nm), if the catalyst has a particle size diameter up to 1/50 inch, have at least 15 % of its total pore volume an absolute diameter.
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eer im Bereich von ca. I50 A (15 nm) bis ca. 250 A (25 nm) auf, wenn der Katalysator einen Teilchengrößendurchmesser von ca. 0,051 cm (1/50 inch) bis ca. 0,102 cm (1/25 inch) besitzt, besitzen zumindest ca. 15 % seines gesamten Porenvolumens einen absoluten Durchmesser im Bereich von ca. 175 A (17,5 nm) bis ca. 275 A (27,5 nm), wenn der Katalysator einen durchschnittlichen Teilchengrößendurchmesser im Bereich von ca. 0,102 cm (1/25 inch) bis ca. 0,32 cm (1/8 inch) besitzt, und beträgt die spezifische Oberfläche von ca.about 150A (15nm) to about 250A (25nm) when the catalyst has a particle size diameter of about 1/50 inch (0.051 cm) to about 1/25 inch (0.102 cm) has at least about 15% of its total pore volume an absolute diameter in the range of about 175 A (17.5 nm) to about 275 A (27.5 nm) when the catalyst has an average particle size diameter in the range of about 0.252 cm (1/25 inch) to about 0.32 cm (1/8 inch), and the specific surface area is about
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200 m /g bis ca. 600 m /g und das Porenvolumen von ca. 0,8 cm /g bis ca. 3,0 cm /g. Bei dem zweiten Katalysator besitzen zumindest 55 % seines gesamten Porenvolumens einen absoluten Durchmesser im Bereich von ca. 100 A (10 nm) bis ca. 200 A (20 nm), weniger als 10 % seines Porenvolumens Porendurchmesser von 50 A- (5 nm-), weniger als ca. 25 % seines gesamten Porenvolumens Porendurchmesser von 300 A+ (30 nm+),200 m / g to about 600 m / g and the pore volume of about 0.8 cm / g to about 3.0 cm / g. In the second catalyst, at least 55 % of its total pore volume has an absolute diameter in the range of about 100 Å (10 nm) to about 200 Å (20 nm), less than 10% of its pore volume pore diameter of 50 Å (5 nm). ), less than about 25 % of its total pore volume pore diameter of 300 A + (30 nm +),
beträgt die spezifische Oberfläche ca. 200 m /g bis ca. 600 m /g und das Porenvolumen ca. 0,6 cm-Vg bis ca. 1,5 cm / g. Diese Patentschriften lehren auch, daß der Abstrom von derartigen Verfahren einer katalytischen Crackeinheit oder Hydrocrackeinheiten zugeführt werden kann«the specific surface is about 200 m / g to about 600 m / g and the pore volume about 0.6 cm-Vg to about 1.5 cm / g. These patents also teach that the effluent from such processes can be fed to a catalytic cracking unit or hydrocracking units. "
Berlin, aen. 19. 7* 1979 APC 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, a . 19. 7 * 1979 APC 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Die US-PS 4 054 508 beschreibt ein Verfahren zur Entmetallisierung und Desulfurierung von Rückstandsölfraktionen, das zwei Katalysatoren in drei Zonen verwendet. Das Öl wird in der ersten Zone mit einem überwiegenden Teil eines ersten Katalysators in Kontakt gebracht, der ein Metall der Gruppe VIB und ein Metalloxid der Eisengruppe, niedergeschlagen auf einem Aluminiumoxidträger, umfaßt, wobei bei dem ersten Katalysator zumindest 60 % seines Porenvolumens in Poren mitUS Pat. No. 4,054,508 discloses a process for demetallization and desulfurization of residual oil fractions using two catalysts in three zones. The oil in the first zone is contacted with a major portion of a first catalyst comprising a Group VIB metal and an iron group metal oxide deposited on an alumina support, at least 60 % of its pore volume in pores in the first catalyst
oooo
einem Durchmesser von 100 A (10 nm) bis 200 A (20 nm) und zumindest ca. 5 % seines Porenvolumens in Poren mit einema diameter of 100 A (10 nm) to 200 A (20 nm) and at least about 5% of its pore volume in pores with a
ο Durchmesser von größer als 500 A (50 nm) vorliegen, in der zweiten Zone mit dem zweiten Katalysator in Kontakt gebracht, der ein Metall der Gruppe VIB und ein Metalloxid der Eisengruppe in Verbindung mit einem Aluminiumoxidträger umfaßt, wobei der zweite Katalysator eine spezifische Oberfläche von zumindest 100 m /g besitzt und zumindest 50 % seines Poren-having diameters greater than 500 A (50 nm), in the second zone contacted with the second catalyst comprising a Group VIB metal and an iron group metal oxide in association with an alumina support, the second catalyst having a specific surface area of at least 100 m / g and at least 50 % of its pore
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Volumens in Poren mit Durchmessern von 30 A (3 nm) bis 100 A (10 nm) vorliegen hat, und dann in einer dritten Zone mit einem geringeren Anteil des ersten Katalysators in Kontakt gebracht.Volume in pores with diameters of 30 A (3 nm) to 100 A (10 nm) is present, and then brought into contact in a third zone with a smaller proportion of the first catalyst.
Gemäß der GB-PS 1 367 243 wird ein Hydroentschwefelungskatalysatör hergestellt, indem man ein Trägermaterial, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkonoxid, Thoroxid, Boroxid und dergleichen, mit dem Vorläufer mindestens einer katalytisch aktiven metallischen Komponente, die ausgewählt ist aus den Gruppen VIB und VIII des Periodensystems, zusammenbringt und danach diese Zusammensetzung in spezieller Weise trocknet und calciniert, wobei zwei Calcinierungsschritte eingeschlossen sind. Diese britische Patentschrift lehrt, daß eine derartige katalytische Zusammensetzung zur Hydroent-According to British Patent No. 1 367 243, a hydrodesulfurization catalyst is prepared by reacting a support material such as alumina, silica, zirconia, thoria, boria and the like with the precursor of at least one catalytically active metallic component selected from Groups VIB and VIII of the Periodic Table, and thereafter drying and calcining this composition in a special way, including two calcination steps. This British patent teaches that such a catalytic composition is useful for hydroentanation.
Berlin, den 19. 7. 1979 AP u 10 G/210 /59 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP u 10 G / 210/59 GZ 54 802 18
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Schwefelung von Rückstandsöl eingesetzt werden kann* Sie enthält kein Beispiel für eine spezielle katalytisch^ Zusammensetzung, die gleichzeitig Molybdän und Chrom enthält· Offensichtlich ist darin auch nicht die Bedeutung erkannt, die die Anwesenheit beider Metall der Gruppe VIB in derselben katalytischen Zusammensetzung für die Behandlung schwerer Kohlenwasserstoffströme besitzt.Sulfurization of residual oil can be used * It does not contain an example of a special catalytic composition which simultaneously contains molybdenum and chromium. Obviously, it also fails to recognize the importance of the presence of both Group VIB metals in the same catalytic composition for the treatment of heavy metals Has hydrocarbon streams.
Die US-PS 4 066 574 betrifft ein Verfahren zur Hydroentschwefelung einer Kohlenwasserstoffbeschickung mit einem Gehalt von mindestens 10 ppm Metalle, wie Rückstandsbeschickungen; bei diesem Verfahren wird die Beschickung mit einem Katalysator kontaktiert, dessen Herstellung durch Imprägnieren eines Aluminiumoxid enthaltenden Trägers mit einem Metall der Gruppe VIB und einem Metall der Gruppe VIII oder Metallverbindungen erfolgt, wobei der Träger zu mindestens 70 Volumen-% seines Porenvolumens Poren mit einem Durchmesser vonUS Pat. No. 4,066,574 relates to a process for the hydrodesulfurization of a hydrocarbon feed containing at least 10 ppm metals, such as residue feeds; in this process, the feed is contacted with a catalyst prepared by impregnating an alumina-containing support with a Group VIB metal and a Group VIII metal or metal compounds, the carrier having at least 70% by volume of its pore volume pores having a diameter from
ο ο 80 A bis 150 A und zu weniger als 3 Volumen-% seines Poren-ο ο 80 A to 150 A and less than 3% by volume of its pore
volumens Poren mit einem Durchmesser oberhalb 1000 A aufweist. Dabei sind nur Hydrierungsmetall-Kombinationen von Kobalt oder Nickel und Molybdän angegeben, und nur Katalysatoren mit Kobalt und Molybdän werden in den Beispielen angewandt. Diese Patentschrift gibt keinen Hinweis auf Katalysatoren, die gleichzeitig Chrom und Molybdän in ihrer Zusammensetzung aufweisen.volume has pores with a diameter above 1000 A. Only hydrogenation metal combinations of cobalt or nickel and molybdenum are given, and only catalysts with cobalt and molybdenum are used in the examples. This patent gives no indication of catalysts which simultaneously have chromium and molybdenum in their composition.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens zur Hydrobehandlung eines schweren Kohlenwasserstoffstromes zur Entfernung oder wesent-The object of the invention is to provide a simple and economical process for hydrotreating a heavy hydrocarbon stream to remove or substantially remove
Berlin, .den 19. 7. 1979 APC 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, November 19, 1979 APC 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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lichen Verminderung der in ihm enthaltenen Verunreinigungen von Metallen, Asphaltenen, Schwefel und^der Stickstoff.reduction of the impurities contained in it, metals, asphaltenes, sulfur and nitrogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geeigneten Katalysator für die Hydrobehandlung ausfindig zu machen.The invention has for its object to find a suitable catalyst for the hydrotreatment.
Nun wurde ein Verfahren zur Hydrobehandlung eines schweren Kohlenwasserstoffstroms, der Metalle, Asphaltene, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen umfaßt, aufgefunden und entwickelt, wobei dieses Verfahren einen Katalysator, der spezielle physikalische Eigenschaften besitzt, und eine Hydrierungskomponente, die Molybdän und Chrom und gegebenenfalls Kobalt umfaßt, verwendet*Now, a process for hydrotreating a heavy hydrocarbon stream comprising metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds has been found and developed, which process uses a catalyst having specific physical properties and a hydrogenation component comprising molybdenum and chromium and optionally cobalt *
Allgemein gesagt, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Hydrobehandlung eines schweren Kohlenwasserstoffstroms geschaffen, der Metalle, Asphaltene, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen enthält, wobei dieses Verfahren das In-Kontakt-Bringen des Stroms unter geeigneten Bedingungen und in Anwesenheit von Y/asserstoff mit einem Katalysator umfaßt, der eine Hydrierungskomponente umfaßt, die Molybdän und Chrom, deren Oxide, deren Sulfide und deren Mischungen auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid umfaßt. Das Molybdän kann in einer Menge von cae 5 Gewichts-% bis ca* 15 Gewichts-%, berechnet als MoOo, bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorliegen, und das Chrom kann in einer Menge von ca. 5 Gewichts-% bis ca, 20 Gewichts-%, berechnet als CrpO,, bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorliegen. Der Katalysator besitzt ein Porenvolumen im Bereich von 0,4 cnr/g bis ca. 0,8 cnr/g, eine spezifischeGenerally speaking, according to the present invention, there is provided a process for hydrotreating a heavy hydrocarbon stream comprising metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds, which process comprises contacting the stream under suitable conditions and in the presence of hydrogen with a catalyst, which comprises a hydrogenation component comprising molybdenum and chromium, their oxides, their sulfides and mixtures thereof on a large pore, catalytically active alumina. The molybdenum may be present in an amount of about 5% to e * ca 15% by weight, calculated as MooO, based on the total catalyst weight, are present, and the chromium may be in an amount of about 5% to about, 20% by weight, calculated as CrpO ,, based on the total catalyst weight, are present. The catalyst has a pore volume in the range of 0.4 cnr / g to about 0.8 cnr / g, a specific
Berlin, den 19. 7. 1979 AP c 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP c 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Oberfläche im Bereich von ca· 150 m /g bis ca. 300 m /g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser im Bereich von ca.Surface in the range of about 150 m / g to about 300 m / g and an average pore diameter in the range of about
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100 A (10 nm) bis ca. 200 A (20 nm).100 A (10 nm) to about 200 A (20 nm).
Der Katalysator kann zusätzlich Kobalt und/oder dessen Oxid und/oder dessen Sulfid enthalten. Liegt Kobalt vor, dann ist es in einer Menge von ca. 0,1 Gewichts-% bis ca. 5 Gewichts- %, berechnet als CoO, bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorhanden«The catalyst may additionally contain cobalt and / or its oxide and / or its sulphide. If cobalt is present, it is present in an amount of about 0.1% by weight to about 5 % by weight , calculated as CoO, based on the total catalyst weight.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator kann hergestellt werden durch Calcinieren des Aluminiumoxids (Pseudo-Böhmit) in Luft bei einer Temperatur von ca, 427 0C (800 0F) bis ca. 760 0C (1400 0F) während einer Dauer von ca. 1/2 Stunde bis zu ca. 2 Stunden, um ein ^-Aluminiumoxid zu bilden, und durch anschließende Imprägnierung des If-Aluminiumoxids mit einer oder mehreren wäßrigen Lösungen, die wärmezersetzbare Salze von Molybdän und Chrom enthalten.The catalyst used in the process of the present invention can be prepared by calcining the alumina (pseudo-boehmite) in air at a temperature of from about 427 ° C (800 ° F) to about 760 ° C (1400 ° F) for a period of about 1/2 hour to about 2 hours to form an ^ -alumina and then impregnating the If-alumina with one or more aqueous solutions containing heat-decomposable salts of molybdenum and chromium.
Bei dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysator liegen ca. 0 % bis ca. 10 % seines Porenvolumens in Poren mit Durchmessern von geringer als 50 A (5 nm), ca. 30 % bis ca. 80 % seines Porenvolumens in Poren mit Durchmessern von ca. 50 A (5nm) bis ca. 100 A (10 nm), ca. 10 % bis ca. 50 % seines Porenvolumens in Poren mit Durchmessern von ca. 100 A (10 nm) bis ca. 150 A (15 nm) und ca. 0 % bis ca, 10 % seines Porenvolumens in Poren mit Durchmessern von grö-In the catalyst used in the process of the invention about 0 % to about 10% of its pore volume in pores having diameters less than 50 A (5 nm), about 30 % to about 80 % of its pore volume in pores with diameters of about 50 A (5 nm) to about 100 A (10 nm), about 10 % to about 50 % of its pore volume in pores with diameters of about 100 A (10 nm) to about 150 A (15 nm) and about 0 % to about 10 % of its pore volume in pores with diameters of larger
o ßer als 150 A (15 nm).above 150 A (15 nm).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei einem Wasserstoffpartialdruck im Bereich von ca* 6,9 MPa (1000 psia) bis ca«The process according to the invention is carried out at a hydrogen partial pressure in the range of about 6.9 MPa (1000 psia) to about
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20,7 MPa (3000 psia), einer durchschnittlichen Katalysatorbett-Temperatur von ca. 371 0C (700 0P) bis ca. 438 0G (820 0P), einer stündlichen Plüssigkeits-Raum-Geschwindigkeit (LHSV) von ca. 0,1 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator bis ca. 3 Volumina Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator und einer Wasserstoffrezyklisierungsrate oder Wasserstoffzusatzrate von ca. 356 nr/nr [2000 standard cubic feet of hydrogen per barrel of hydrocarbon (SCPB)] bis ca. 2672 nrVm3 (1.5 000 SCPB) durchgeführt.20.7 MPa (3000 psia), an average catalyst bed temperature of about 371 0 C (700 0 P) to about 438 0 G (820 0 P), an hourly liquid-space velocity (LHSV) of about Volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst to about 3 volumes of hydrocarbon per hour per volume of catalyst and a hydrogen recycle rate or hydrogen addition rate of about 356 nr / nr [2000 standard cubic feet of hydrogen per barrel of hydrocarbon (SCPB)] to approx 2672 nrVm 3 (1.5 000 SCPB).
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Hydrobehandlung von schweren KohlenwasserstoffbeSchickungen. Derartige Beschickungen enthalten Asphaltene, Metalle, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen. Es versteht sich, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnden Beschickungen eine geringe Menge Nickel und Vanadin, ζ. Ββ weniger als 40 ppm bis zu mehr als 100 ppm Nickel und Vanadin (eine kombinierte Gesamtmenge von Nickel und Vanadin) und bis zu ca. 25 Gewichts-% Asphaltene enthalten. Enthält die Beschickung entweder eine kombinierte Menge an Nickel und Vanadin, die zu groß ist, oder eine Menge an Asphaltenen, die außerordentlich groß ist, so kann die Beschickung einer vorangehenden Behandlung unterzogen werden, um die überschüssige Menge der speziellen Verunreinigung zu vermindern. Eine derartige vorangehende Behandlung umfaßt eine geeignete Hydrierungsbehandlung zur Entfernung von Metallen aus der Beschikkung und/oder zur Umwandlung von Asphaltenen in der Beschikkung, um die Verunreinigungen auf zufriedenstellende Gehalte zu reduzieren, wobei eine derartige Behandlung jeden geeigneten, relativ billigen Katalysator verwendet. Die vorstehend genannten Verunreinigungen beeinträchtigen nachteilig das an-The invention relates to a novel process for the hydrotreating of heavy hydrocarbon feeds. Such feeds include asphaltenes, metals, nitrogen compounds and sulfur compounds. It will be understood that the feeds to be treated by the process of the present invention contain a small amount of nickel and vanadium, ζ. Β β contains less than 40 ppm up to more than 100 ppm of nickel and vanadium (a combined total of nickel and vanadium) and up to about 25% by weight of asphaltenes. If the feed contains either a combined amount of nickel and vanadium which is too large, or an amount of asphaltenes which is excessively large, then the feed may be subjected to a preliminary treatment to reduce the excess amount of the particular impurity. Such prior treatment comprises a suitable hydrogenation treatment to remove metals from the feed and / or conversion of asphaltenes in the feed to reduce the impurities to satisfactory levels, such treatment using any suitable, relatively inexpensive catalyst. The impurities mentioned above adversely affect the
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schließende Verfahren derartiger Beschickungen, wenn sie nicht auf annehmbare Ausmaße reduziert worden sind.closing processes of such feeds if they have not been reduced to acceptable levels.
Typische Beschickungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zufriedenstellend behandelt werden können, enthalten häufig eine beträchtliche Menge an Komponenten, die oberhalb 538 0C (1000 0F) sieden. Beispiele fur typische Beschickungen sind Rohöle, getoppte Rohöle, Erdölkohlenwasserstoffrückstände, sowohl atmosphärische als auch Vakuum-Rückstände, öle, die aus Schwerölsanden und aus sich von Schwerölsanden ableitenden Rückständen herleiten, und von Kohle abgeleitete Kohlenwasserstoffströme. Derartige Kohlenwasserstoffströme enthalten organometallische Verunreinigungen, die nachteilige Wirkungen bei verschiedenen Refining-Verfahren hervorrufen, die Katalysatoren bei der Umwandlung des speziellen zu behandelnden Kohlenwasserstoffstroms verwenden. Die metallischen Verunreinigungen, die bei derartigen Beschickungen aufgefunden werden, umfassen Eisen, Vanadin und Hickel, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.Typical feeds which can be satisfactorily treated by the process of the present invention often contain a substantial amount of components boiling above 538 ° C (1000 ° F). Examples of typical feeds include crude oils, topped crude oils, petroleum hydrocarbon residues, both atmospheric and vacuum residues, oils derived from heavy oil sands and residuals derived from heavy oil sands, and coal-derived hydrocarbon streams. Such hydrocarbon streams contain organometallic contaminants that cause detrimental effects in various refining processes that use catalysts in the conversion of the particular hydrocarbon stream to be treated. The metallic contaminants found in such feeds include, but are not limited to, iron, vanadium and hickel.
Hiekel liegt in Form von löslichen organometallischen Verbindungen bei den meisten Rohölen und Rückstandsfraktionen vor. Die Anwesenheit von Nickel-Porphyrin-Komplexen und anderen Hickel-organometallischen Komplexen verursacht ernsthafte Schwierigkeiten bei dem Refining-Verfahren und bei der Verwertung von schweren Kohlenwasserstoffströmen, selbst wenn die.Konzentration von derartigen Komplexen relativ gering ist. Es ist bekannt, daß ein Crack-Katalysator rasch zerstört wird und daß sich dessen Selektivität ändert, wenn in Anwesenheit einer merklichen Menge an organometallischenHiekel exists in the form of soluble organometallic compounds in most crude oils and residue fractions. The presence of nickel-porphyrin complexes and other hickel-organometallic complexes causes serious difficulties in the refining process and in the recovery of heavy hydrocarbon streams, even when the concentration of such complexes is relatively low. It is known that a cracking catalyst is rapidly destroyed and its selectivity changes when in the presence of a significant amount of organometallic
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Nickelverbindungen gearbeitet wird. Eine beträchtliche Menge derartiger organometallischer Nickelverbindungen in Beschikkungen, die hydrobehandelt oder hydrogecrackt werden sollen, beeinträchtigt ernsthaft derartige Verfahren. Der Katalysator wird desaktiviert, und es resultieren ein Verstopfen oder eine Zunahme des Druckabfalls in einem Festbettreaktor aus der Abscheidung von Wickelverbindungen in den Zwischenräumen zwischen den Katalysatorteilchen.Nickel compounds is worked. A considerable amount of such organometallic nickel compounds in coatings to be hydrotreated or hydrocracked seriously affect such processes. The catalyst is deactivated and clogging or increase in pressure drop in a fixed bed reactor results from the deposition of wrap compounds in the interstices between the catalyst particles.
Bisen enthaltende Verbindungen und Vanadin enthaltende Verbindungen liegen in praktisch sämtlichen Rohölen vor, die begleitet sind vom asphaltartigen und/oder asphaltenischen Teil des Rohöls mit hohem Conradson-Kohlenstoff. Natürlich werden derartige Metalle in den verbliebenen Böden konzentriert, wenn ein Rohöl zur Entfernung derartiger Fraktionen, die unterhalb ca. 232 0C (450 0P) bis 316 0C (600 0F) sieden, getoppt wird. Wird ein derartiger Rückstand durch weitere Verfahren behandelt, so beeinträchtigt die Anwesenheit derartiger Metalle nachteilig den Katalysator bei derartigen Verfahren. Es sollte betont werden, daß Nickel enthaltende Verbindungen nachteilig Crack-Katalysatoren in einem größeren Ausmaß als Eisen enthaltende Verbindungen beeinträchtigen. Wird ein derartige Metalle enthaltendes Öl als Brennstoff verwendet, so führen die Metalle zu einer schlechten Heizöl-Leistung in industriellen Öfen, da sie die Metalloberflächen der öfen korrodieren.Iron-containing compounds and vanadium-containing compounds are present in virtually all of the crude oils accompanied by the asphaltic and / or asphaltenic portion of the high Conradson carbon crude. Of course, such metals are concentrated in the remaining floors, when a crude oil for the removal of such fractions boiling below about 232 0 C (450 0 P) to 316 0 C (600 0 F), is topped. When such residue is treated by further processes, the presence of such metals adversely affects the catalyst in such processes. It should be emphasized that nickel-containing compounds adversely affect cracking catalysts to a greater extent than iron-containing compounds. When such oil-containing oil is used as fuel, the metals result in poor fuel oil performance in industrial furnaces as they corrode the metal surfaces of the furnaces.
Während metallische Verunreinigungen, wie Vanadin, Nickel und Eisen, häufig in verschiedenen Kohlenwasserstoffströaen in ziemlich geringen Mengen vorliegen, werden sie häufig in Konzentrationen von mehr als 40 bis 50 ppm, bezogen auf das Ge-While metallic impurities, such as vanadium, nickel and iron, are often present in fairly small amounts in various hydrocarbon streams, they are often present in concentrations greater than 40 to 50 ppm, by weight of the product.
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wicht, häufig von mehr als 1000 ppm vorgefunden. Natürlich liegen auch andere Metalle in einem speziellen Kohlenwasserstoff strom vor. Derartige Metalle existieren als Oxide oder Sulfide des speziellen Metalls, oder sie liegen als lösliches Salz des speziellen Metalls vor oder als organometallische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht einschließlich von Metallnaphthenaten und Metallporphyrinen und deren Derivaten. Auf jeden Pail kann der Beschickungsstrom zur Entmetallisierung vor der Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, wenn die Gesamtmenge an Nickel und Vanadin übermäßig hoch ist.often found in excess of 1000 ppm. Of course, other metals are present in a special hydrocarbon stream. Such metals exist as oxides or sulfides of the particular metal, or are present as the soluble salt of the particular metal or as high molecular weight organometallic compounds including metal naphthenates and metalloporphyrins and their derivatives. For each pass, the feed stream for demetallization may be treated prior to use in the process of the invention if the total amount of nickel and vanadium is excessively high.
Allgemein gesagt, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Hydrobehandlung eines schweren Kohlenwasserstoffstroms geschaffen, der Metalle, Asphaltene, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen enthält, um den Gehalt an Metallen, Asphaltenen, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen in diesem Strom herabzusetzen, bei dem dieser Strom mit einem Katalysator unter geeigneten Bedingungen und in Anwesenheit von Wasserstoff in Kontakt gebracht wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Katalysator eine Hydrierungskomponente umfaßt, die die Metalle von Molybdän und Chrom, deren Oxide, deren Sulfide oder deren Mischungen auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid umfaßt, wobei das Molybdän in einer Menge von ca. 5 Gewichts-% bis ca. 15 Gewichts-%, berechnet als MoOo und bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorliegt, wobei das Chrom in einer Menge von ca. 5 Gewichts-% bis ca. 20 Gewichts-%, berechnet als CrpO-a und bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorliegt und wobei dieser Katalysator ein Porenvolumen im Bereich von ca, 0,4 cnr/g bis ca, 0,8 cnr/g, eine spezifischeGenerally speaking, according to the present invention, there is provided a method of hydrotreating a heavy hydrocarbon stream comprising metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds to reduce the content of metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds in that stream by passing this catalyst under suitable conditions and in the presence of hydrogen, characterized in that the catalyst comprises a hydrogenation component comprising the metals of molybdenum and chromium, their oxides, their sulfides or mixtures thereof on a large pore, catalytically active alumina, wherein the molybdenum in an amount of about 5% by weight to about 15% by weight, calculated as MoOo and based on the total catalyst weight, wherein the chromium is present in an amount of about 5% by weight to about 20% by weight. calculated as CrpO-a and based on the total catalyst weight, and wherein this catalyst has a pore volume in the range of ca, 0.4 cnr / g to ca, 0.8 cnr / g, a specific
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Oberfläche im Bereich von ca. 150 m /g bis ca. 300 m /g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser im Bereich von ca. 100 S (10 nm) bis ca. 200 A (20 nm) besitzt.Surface in the range of about 150 m / g to about 300 m / g and an average pore diameter in the range of about 100 S (10 nm) to about 200 A (20 nm) has.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrierungskomponente des Katalysators das Metall Kobalt, dessen Oxid, dessen Sulfid oder deren Mischungen enthält, wobei das Kobalt in einer Menge von ca. 0,1 Gewichts-% bis ca. 5 Gewichts-%, berechnet als CoO und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorliegt.The process according to the invention is further characterized in that the hydrogenation component of the catalyst comprises the metal cobalt, its oxide, its sulphide or mixtures thereof, the cobalt being present in an amount of from about 0.1% to about 5% by weight, calculated as CoO and based on the total weight of the catalyst.
Es versteht sich, daß vorliegend sämtliche Vierte, die für die spezifische Oberfläche angegeben werden, diejenigen sind, die nach der BET-Stickstoff-Adsorptionsmethode erhalten werden. Sämtliche Werte, die für das Porenvolumen angegeben •werden, sind diejenigen, die durch Stickstoffadsorption erhalten werden. Sämtliche Werte, die für den durchschnittlichen Porendurchmesser angegeben werden, sind diejenigen, die mit Hilfe der Beziehung:It will be understood that in the present case, all of the fourth indicated for the specific surface area are those obtained by the BET nitrogen adsorption method. All values given for pore volume are those obtained by nitrogen adsorption. All values given for the average pore diameter are those given by the relationship:
4 x P. V. χ 104" A.P.D = 4 x PV χ 10 4 "APD =
S.AS.A.
berechnet werden, be calculated,
worin A.P*D. = durchschnittlicher Porendurchmesser in A PeV, = Porenvolumen in cnr/g undwhere A.P * D. = average pore diameter in A PeV, = pore volume in cnr / g and
ο S.Ä« = spezifische Oberfläche in m /g.ο S.Ä «= specific surface area in m / g.
Weiterhin sind die Porengrößenverteilungen diejenigen, dieFurthermore, the pore size distributions are those that
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mit Hilfe eines Digisorb 2500-Instruments unter Verwendung von Stickstoff-Desorptionstechniken erhalten werden.using a Digisorb 2500 instrument using nitrogen desorption techniques.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt der Katalysator eine gute Entmetallisierungsaktivität, eine mäßige Desulfurierungsaktivität und besitzt eine gute Desaktivierungs-Stabilität, wenn er bei hoher Temperatur und/oder mäßigem Druck wie ca. 8,37 MPa (1200 psig) verwendet wird.In the process of the present invention, the catalyst provides good demetallization activity, moderate desulfurization activity and good deactivating stability when used at high temperature and / or moderate pressure, such as about 1200 psig (8.37 MPa).
Die Hydrierungskomponente des Katalysators, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, ist eine spezielle Molybdän und Chrom enthaltende Komponente.The hydrogenation component of the catalyst used in the process of the invention is a specific molybdenum and chromium-containing component.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht die Hydrierungskomponente des Katalysators im wesentlichen aus Molybdän und Chrom, deren Oxiden, deren Sulfiden oder deren Mischungen. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Verfahren zur Hydrobehandlung eines Kohlenwasserstoffs troms geschaffen, der Metalle, Asphaltene, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen enthält, um den Gehalt an Metallen, Asphaltenen, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen in diesem Strom zu reduzieren, wobei dieser Strom mit dem Katalysator unter geeigneten Bedingungen und in Anwesenheit von Wasserstoff in Kontakt gebracht wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Katalysator eine hydrierende Komponente, im wesentlichen bestehend aus Metallen von Molybdän und Chrom, deren Oxiden, deren Sulfiden oder deren Mischungen auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid umfaßt, wobei das Molybdän in einer Menge von ca. 5 Gewichts-% bis ca. 15 Gewichts-%, berechnet als MoO^ und bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorhanden ist,In one embodiment of the process according to the invention, the hydrogenation component of the catalyst consists essentially of molybdenum and chromium, their oxides, their sulphides or mixtures thereof. According to this embodiment, there is provided a process for hydrotreating a hydrocarbon stream containing metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds to reduce the content of metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds in that stream, which stream is reacted with the catalyst under suitable conditions and conditions in the presence of hydrogen, characterized in that the catalyst comprises a hydrogenating component consisting essentially of metals of molybdenum and chromium, their oxides, their sulphides or mixtures thereof on a large pore, catalytically active alumina, the Molybdenum is present in an amount of about 5% to about 15% by weight, calculated as MoO 2 and based on the total catalyst weight,
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das Chrom in einer Menge von ca. 5 Gewichts-% bis ca. 20 Gewichts-%, berechnet als Cr2O-, und bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorhanden ist und der Katalysator ein Porenvolumen von ca. 0,4 cnrVg bis ca. 0,8 cm /g, eine spezifische Oberfläche von ca. 150 m /g bis ca. 300 m/g undthe chromium is present in an amount of about 5% by weight to about 20% by weight, calculated as Cr 2 O-, and based on the total catalyst weight, and the catalyst has a pore volume of about 0.4 cnrVg to approx 0.8 cm / g, a specific surface area of about 150 m / g to about 300 m / g and
ο einen durchschnittlichen Porendurchmesser von ca. 100 A (10 nm) bis ca, 200 A (20 mn) besitzt.ο has an average pore diameter of about 100 A (10 nm) to about 200 A (20 mn).
Gegebenenfalls kann die Hydrierungskomponente des Katalysators, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, auch Kobalt enthalten. Das Molybdän und Chrom und Kobalt sind, sofern sie anwesend sind, in elementarer Form, in Form von Oxiden der Metalle, als Sulfide der Metalle oder deren Mischungen vorhanden. Das Molybdän liegt in einer Menge von ca· 5 Gewichts-% bis ca. 15 Gewichts-%, berechnet als MoO^ und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vor. Das Chrom liegt in einer Menge von ca. 5 Gewichts-% bis ca. 20 Gewichts-%, berechnet als Cr2Oo und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vor. Das Kobalt ist, sofern es anwesend ist, in einer Menge von 0,1 Gewichts-% bis ca. 5 Gewichts-%, berechnet als CoO und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorhanden. Vorzugsweise liegt das Molybdän in einer Menge von ca. 7 Gewichts-% bis ca. 13 Gewichts-%, berechnet als MoO^ und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vor, ist das Chrom in einer Menge von ca. 6 Gewichts-% bis ca. 15 Gewichts-%, berechnet als Cr2O^ und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorhanden und ist das Kobalt in einer Menge von ca. 1 Gewichts-% bis ca, 3 Gewichts-%, berechnet als CoO, bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, vorhanden.Optionally, the hydrogenation component of the catalyst used in the process of the invention may also contain cobalt. The molybdenum and chromium and cobalt, if present, are present in elemental form, in the form of oxides of the metals, as sulfides of the metals or mixtures thereof. The molybdenum is present in an amount of about 5% by weight to about 15% by weight, calculated as MoO 2 and based on the total weight of the catalyst. The chromium is present in an amount of about 5% to about 20% by weight, calculated as Cr 2 Oo and based on the total weight of the catalyst. The cobalt, if present, is present in an amount of from 0.1% to about 5% by weight, calculated as CoO and based on the total weight of the catalyst. Preferably, the molybdenum is present in an amount of from about 7% to about 13% by weight, calculated as MoO 2 and based on the total weight of the catalyst, of the chromium in an amount of about 6% by weight to about 15% by weight, calculated as Cr 2 O ^ and based on the total weight of the catalyst, and is the cobalt in an amount of about 1% by weight to about 3% by weight, calculated as CoO, based on the total catalyst weight, present.
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Demgemäß wird ein Verfahren zur Hydrobehandlung eines schweren Kohlenwasserstoffstroms geschaffen, der Metalle, Asphaltene, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen enthält, um den Gehalt an Metallen, Asphaltenen, Stickstoffverbindungen und Schwefelverbindungen in diesem Strom zu reduzieren, bei dem der Strom mit einem Katalysator unter geeigneten Bedingungen und in Anwesenheit von Wasserstoff in Kontakt gebracht wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Katalysator eine Hydrierungskomponente umfaßt, die Molybdän, Chrom und Kobalt, deren Oxide, deren Sulfide und deren Mischungen auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid umfaßt, wobei das Molybdän in einer Menge von caAccordingly, there is provided a method of hydrotreating a heavy hydrocarbon stream comprising metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds to reduce the content of metals, asphaltenes, nitrogen compounds and sulfur compounds in that stream, wherein the stream is treated with a catalyst under suitable conditions and conditions Presence of hydrogen is brought into contact, which is characterized in that the catalyst comprises a hydrogenation component comprising molybdenum, chromium and cobalt, their oxides, their sulfides and mixtures thereof on a large pore, catalytically active alumina, wherein the molybdenum in an amount from approx
5 Gewichts-% bis ca. 15 Gewichts-%, berechnet als MoOo und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorliegt, das Chrom in einer Menge von ca· 5 Gewichts-% bis ca. 20 Gewichts-%, berechnet als C^O-, und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorliegt, das Kobalt in einer Menge von ca. O Gewichts-% bis ca. 5 Gewichts-%, berechnet als CoO und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, vorliegt und der Katalysator ein Porenvolumen im Bereich von 5% by weight to about 15% by weight, calculated as MoOo and based on the total weight of the catalyst, the chromium in an amount of about 5% by weight to about 20% by weight, calculated as C ^ O is present, and based on the total weight of the catalyst, the cobalt in an amount of about 0% by weight to about 5% by weight, calculated as CoO and based on the total weight of the catalyst, and the catalyst has a pore volume in Section
ca. 0,4 cnr/g bis ca. 0,8 cur/g, eine spezifische Oberflächeabout 0.4 cnr / g to about 0.8 cur / g, a specific surface area
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im Bereich von ca. 15Om /g bis ca. 300 m /g und einenin the range of about 15Om / g to about 300 m / g and a
ο durchschnittlichen Porendurchmesser im Bereich von ca. 100 Aο average pore diameter in the range of about 100 A
(10 nm) bis ca. 200 A (20 um) besitzt.(10 nm) to about 200 A (20 μm).
Es werden bei dem Katalysator, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, geeignete katalytisch aktive, großporige Aluminiumoxide verwendet. Ein typisches Beispiel für ein derartiges Aluminiumoxid ist Aero-100-Aluminiumoxid, hergestellt von der American Cyanamid Company. Das Aluminiumoxid sollte ein Porenvolumen von mehr als 0,4 cm /g,Suitable catalytically active, large pore aluminas are used in the catalyst used in the process of the present invention. A typical example of such an alumina is Aero-100 alumina manufactured by the American Cyanamid Company. The alumina should have a pore volume greater than 0.4 cm / g,
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2 eine spezifische Oberfläche von mehr als 150 m /g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von mehr als 100 A (10 nm) besitzen.2 have a specific surface area of more than 150 m / g and an average pore diameter of more than 100 A (10 nm).
Bezeichnenderweise kann die katalytische Zusammensetzung, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, hergestellt werden durch Imprägnieren mit verschiedenen Metallen auf dem geeigneten katalytisch aktiven, großporigen Aluminiumoxid. Eine derartige Imprägnierung kann mit einer oder mehreren Lösungen der wärmezersetzbaren Verbindungen der geeigneten Metalle bewirkt werden. Die Imprägnierung kann eine C©imprägnierung sein, wenn eine einzige Lösung der Metalle verwendet wird. Alternativ kann die Imprägnierung durch die stufenweise Imprägnierung mit verschiedenen Metallen aus zwei oder mehreren Lösungen der in der Wärme zersetzbaren Verbindungen der geeigneten Metalle erfolgen. Der imprägnierte Träger wird bei einer Temperatur von zumindest 121 0C (250 P) während eines Zeitraums von zumindest 1 Stunde getrocknet und an der Luft bei einer Temperatur von zumindest 538 C (10000P) während zumindest 2 Stunden calciniert. Vorzugsweise wird der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator hergestellt, indem man zuerst Pseudo-Böhmit an statischer Luft bei einer Temperatur von 427 0C (800 0P) bis ca. 760 (1400 0P) während ca. 1/2 Stunde bis ca. 2 Stunden zur Bildung von T-Aluminiumoxid calciniert. Dieses f-Aluminiumoxid wird anschließend mit der wäßrigen Lösung oder den Lösungen, die die wärmezersetzbaren Salze des Kobalts, sofern vorhanden, und des Molybdäns und Chroms enthalten, imprägniert.Significantly, the catalytic composition used in the process of the present invention can be prepared by impregnation with various metals on the appropriate catalytically active, large pore alumina. Such impregnation may be effected with one or more solutions of the heat-decomposable compounds of the appropriate metals. The impregnation may be a C impregnation if a single solution of the metals is used. Alternatively, the impregnation may be accomplished by the stepwise impregnation with various metals from two or more solutions of the heat decomposable compounds of the appropriate metals. The impregnated support is dried at a temperature of at least 121 0 C (250 P) for a period of at least 1 hour and in air at a temperature of at least 538 C (1000 0 P) for at least calcined for 2 hours. Preferably, the catalyst used in the process of the invention is prepared by first pseudo-boehmite in static air at a temperature of 427 0 C (800 0 P) to about 760 (1400 0 P) for about 1/2 hour to about 2 hours calcined to form T-alumina. This f- alumina is then impregnated with the aqueous solution or solutions containing the heat-decomposable salts of cobalt, if present, and molybdenum and chromium.
Der fertiggestellte Katalysator, der bei dem erfindungsgemä-The finished catalyst which is used in the
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ßen Verfahren verwendet wird, besitzt ein Porenvolumen von ca. 0,4 cnr/g bis ca· 0,8 cm /g, eine spezifische Oberflächehas a pore volume of about 0.4 cnr / g to ca · 0.8 cm / g, a specific surface area
ρ Ορ Ο
von ca. 150 m /g bis ca. 300 m /g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser im Bereich von ca* 100 X (10 nm) bis ca. 200 A (20 nm). Vorzugsweise besitzt der Katalysator ein Porenvolumen im Bereich von ca, 0,5 cm /g bis ca. 0,7 cm /g,from about 150 m / g to about 300 m / g and an average pore diameter in the range of about * 100 X (10 nm) to about 200 A (20 nm). Preferably, the catalyst has a pore volume in the range of ca, 0.5 cm / g to about 0.7 cm / g,
eine spezifische Oberfläche im Bereich von ca* 150 m /g bis ca. 250 m /g und einen durchschnittlichen Porendurchmessera specific surface area in the range of about * 150 m / g to about 250 m / g and an average pore diameter
ο οο o
im Bereich von ca. 110 A (11 nm) bis ca. 150 A (15 nm).in the range of about 110 A (11 nm) to about 150 A (15 nm).
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator sollte ca. 0 % bis ca. 10 % seines Porenvolumens in Po-The catalyst used in the process according to the invention should be about 0 % to about 10% of its pore volume in po
ren mit Durchmessern liegen haben, die kleiner sind als 50 A (5 nm), ca» 30 % bis ca. 80 % seines Porenvolumens in Porenhave diameters smaller than 50 A (5 nm), about 30 % to about 80 % of its pore volume in pores
O QO Q
mit Durchmessern im Bereich von ca. 50 A (5 nm) bis ca. 100 A (10 nm), ca. 10 % bis ca. 50 seines Porenvolumens in Poren mit Durchmessern von 100 A (10 nm) bis ca. 150 A (15 nm) und ca. 0 % bis ca. 10 % seines Porenvolumens in Poren mit Durch-with diameters in the range of about 50 A (5 nm) to about 100 A (10 nm), about 10% to about 50 of its pore volume in pores with diameters from 100 A (10 nm) to about 150 A ( 15 nm) and about 0 % to about 10 % of its pore volume in pores with throughput
o messern von größer als 150 A (15 nm).o blades larger than 150 A (15 nm).
Das vorliegende Verfahren ist besonders geeignet zur Hydrobehandlung von schweren Kohlenwasserstoffströmen, wie Erdölrückständen, sowohl atmosphärischen als auch Vakuum-Rückständen, Schwerölsanden, Rückständen von Schwerölsanden und aus Kohle erhaltenen Flüssigkeiten. Zusätzlich kann das Verfahren zur zufriedenstellenden Hydrobehandlung von Erdölkohlenwasserstoffdestillaten, wie Gasölen, Umlaufbeständen und Brennölen verwendet werden. Ist die Menge an Nickel und Vanadin übermäßig oder ist die Konzentration der Asphaltene zu hoch, so sollte die Beschickung einer vorangehenden Behandlung zur Reduzierung der überschüssigen Menge oder MengenThe present process is particularly suitable for hydrotreating heavy hydrocarbon streams, such as petroleum residues, both atmospheric and vacuum residues, heavy oil sands, heavy oil sands residues, and coal derived liquids. In addition, the process can be used to satisfactorily hydrotreat petroleum hydrocarbon distillates such as gas oils, recirculating stocks and fuel oils. If the amount of nickel and vanadium is excessive or if the concentration of asphaltenes is too high, then the feed of a previous treatment should reduce the excess amount or amounts
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auf annehmbarere Gehalte unterzogen werden, bevor die Beschickung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird·be subjected to more acceptable levels before the feed is used in the process according to the invention
Die Arbeitsbedingungen für die Hydrobehandlung von schweren Kohlenwasserstoffströmen, wie Erdölkohlenwasserstoffrückständen und dergleichen, umfassen einen Wasserstoffpartialdruck im Bereich von ca. 6,9 MPa (1000 psia) bis ca. 20,7 MPa (3000 psia), eine durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur im Bereich von ca· 371 0C (700 0P) bis ca· 438 0C (820 0F), eine LHSV im Bereich von ca. 0,1 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator bis ca. 3 Volumina Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator und eine Wasserstoffrezyklisierungsrate oder Wasserstoffzugaberate im Bereich von ca. 356 m3/m3 (2000 SCFB) bis ca· 2672 mr/mr (15 000 SCFB) · Vorzugsweise umfassen die Arbeitsbedingungen einen Wasserstoffpartialdruck im Bereich von ca· 8,27 MPa (1200 psia) bis ca, 13,8 MPa (2000 psia), eine durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur im Bereich von ca. 388 0C (730 0F) bis ca. 432 0C (810 0F), eine LHSV im Bereich von ca. 0,4 bis ca. 1 und eine Wasserstoffrezyklisierungsrate oder Wasserstoffzugaberate im Bereich von ca. 890 m3/m3 (5000 SCFB) bis ca. 1780 m3/m3 (10 000 SCFB).Operating conditions for hydrotreating heavy hydrocarbon streams, such as petroleum hydrocarbon residues and the like, include a hydrogen partial pressure ranging from about 1000 psia to about 3000 psia ca · 371 0 C (700 0 P) to ca · 438 0 C (820 0 F), an LHSV in the range of about 0.1 volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst to about 3 volumes of hydrocarbon per hour per volume of catalyst and a hydrogen recycle rate or hydrogen addition rate ranging from about 356 m 3 / m 2 (2,000 SCFB) to about 2672 mr / mr (15,000 SCFB). Preferably, the operating conditions include a hydrogen partial pressure in the range of about 8,27 MPa (1,200 SCFB) psia) to ca, 13.8 MPa (2000 psia), an average catalyst bed temperature in the range of about 388 0 C (730 0 F) to about 432 0 C (810 0 F), an LHSV in the range of approx 0.4 to about 1 and one water Offrezyklisierungsrate or Wasserstoffzugaberate in the range of about 890 m 3 / m 3 (5000 SCFB) to about 1780 m 3 / m 3 (10,000 SCFB).
Würde das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden, um Kohlenwasserstoffdestillate zu behandeln, so wurden die Arbeitsbedingungen einen Wasserstoffpartialdruck im Bereich von ca. 1,4 MPa (200 psia) bis ca. 20,7 MPa (3000 psia), eine durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur im Bereich von ca. 316 0C (600 0F) bis ca. 427 0C (800 0F), eine LHSV im Bereich von ca« 0,4 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde jeWhen the process of the invention was used to treat hydrocarbon distillates, the operating conditions became a hydrogen partial pressure in the range of about 1.4 MPa (200 psia) to about 20.7 MPa (3000 psia), an average catalyst bed temperature in the range from about 316 0 C (600 0 F) to about 427 0 C (800 0 F), an LHSV in the range of about «0.4 volume of hydrocarbon per hour each
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Volumen Katalysator bis ca. 6 Volumina Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator und eine Wasserstoffrezyklisierungsrate oder Wasserstoffzugaberate im Bereich von ca· 178 m3/m3 (1000 SCPB) bis ca. 1780 m3/m3 (10 000 SCFB) umfassen. Bevorzugte Arbeitsbedingungen für die Hydrobehandlung von Kohlenwasserstoffdestillaten umfassen einen Wasserstoffpartialdruck im Bereich von ca» 1,4 MPa (200 psia) bis ca. 8,27 MPa (1200 psia), eine durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur im Bereich von ca. 316 0C (600 0F) bis ca. 399 °C (750 0P), eine LHSV im Bereich von ca. 0,5 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator bis ca. 4 Volumina Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator und eine Wasserstoffrezyklisierungsrate oder Wasserstoffzugaberate im Bereich von ca. 178 nr/nr (1000 SCPB) bis ca. 1069 m3/m3 (6000 SCPB).Volume catalyst to about 6 volumes of hydrocarbon per hour per volume of catalyst and a Wasserstofffrezyklisierungsrate or Wasserstoffzugaberate in the range of about 178 m 3 / m 3 (1000 SCPB) to about 1780 m 3 / m 3 (10,000 SCFB) include. Preferred operating conditions for the hydrotreating of hydrocarbon distillates comprise a hydrogen partial pressure in the range of about "1.4 MPa (200 psia) to about 8.27 MPa (1200 psia), an average catalyst bed temperature in the range of about 316 0 C (600 0 F) to about 399 ° C (750 0 P), an LHSV in the range of about 0.5 volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst to about 4 volumes of hydrocarbon per hour per volume of catalyst and a Wasserstofffrezyklisierungsrate or Wasserstoffzugaberate in the range of about 178 nr / nr (1000 SCPB) to about 1069 m 3 / m 3 (6000 SCPB).
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.
Die beiliegende Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines vereinfachten Fließschemas und nicht verschiedenartige Teile von Hilfsvorrichtungen, wie Pumpen, Kompressoren, Wärmeaustauscher und Ventile, Da der Fachmann leicht die Notwendigkeit und Anbringung derartiger Hilfsvorrichtungen erkennen kann, ist deren Weglassung angebracht und erleichtert die Vereinfachung der Figur. Dieses Verfahrensschema soll lediglich zur Erläuterung dienen und keine Beschränkung der Erfindung darstellen.The attached drawing shows a preferred embodiment of the method according to the invention in the form of a simplified flow diagram and not various parts of auxiliary devices such as pumps, compressors, heat exchangers and valves. Since the skilled person can easily recognize the necessity and attachment of such auxiliary devices, their omission is appropriate and facilitated the simplification of the figure. This process scheme is intended to be illustrative only and not limiting of the invention.
Unter Bezugnahme auf die Figur wird ein Vakuumrückstand einesWith reference to the figure, a vacuum residue of a
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arabischen leichten Kohlenwasserstoffs (Arabian light vacuum resid), der ca. 4 Gewichts-% Schwefel, weniger als 0,5 Gewichts-% Stickstoff und weniger als 100 ppm Wickel und Vanadin enthält, aus einer Vorratsquelle 10 über die Leitung 11 in die Pumpe 12 abgezogen, wobei durch die Leitung 13 gepumpt wird. Ein Wasserstoff enthaltender Rezyklisierungsgasstrom, der nachstehend erläutert wird, wird durch Leitung 14 in Leitung 13 übergeführt, um mit dem Kohlenwasserstoffbeschickungsstrom unter Bildung eines gemischten Wasserstoff-Kohlenwasserstoff -Stroms gemischt zu werden. Der gemischte Wasserstoff-Kohlenwasserstoff-Strom wird dann aus Leitung 13 in den Ofen 15 übergeführt, in dem er auf eine Temperatur von ca. 404 0C (760 0P) bis ca. 416 0C (780 0P) erhitzt wird. Der erhitzte Strom wird dann durch Leitung 16 in die Reaktionszone 17 übergeführt.Arabian light vacuum resid, which contains about 4% by weight of sulfur, less than 0.5% by weight of nitrogen and less than 100 ppm of wound and vanadium, from a supply source 10 via line 11 to the pump 12 withdrawn, being pumped through line 13. A hydrogen-containing recycle gas stream, which will be discussed below, is passed through line 14 in line 13 to be mixed with the hydrocarbon feed stream to form a mixed hydrogen-hydrocarbon stream. The mixed hydrogen-hydrocarbon stream is then transferred from line 13 to the furnace 15, where it is heated to a temperature of about 404 0 C (760 0 P) to about 416 0 C (780 0 P). The heated stream is then transferred through line 16 into the reaction zone 17.
Die Reaktionsζone 17 umfaßt einen oder mehrere Reaktoren, von denen jeder ein oder mehrere Katalysatorfestbette enthält. Der Katalysator umfaßt eine Hydrierungskomponente, die ca. 5 Gewichts-% bis ca, 15 Gewichts-% Molybdän, berechnet als MoO- und bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, und ca. 5 Gewichts-% bis ca, 20 Gewichts-% Chrom, berechnet als CrpO, und bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid umfaßt. Das Molybdän und das Chrom liegen beide in elementarer Porm, als Oxide der Metalle, als Sulfide der Metalle oder als deren Mischungen vor. Der Katalysator besitzt ein Porenvolumen von ca, 0,4 cnr/g bis ca, 0,8 cnr/g, eine spezifische Ober-The reaction zone 17 comprises one or more reactors, each containing one or more fixed catalyst beds. The catalyst comprises a hydrogenation component which calculates about 5% to about 15% by weight of molybdenum, calculated as MoO and based on the total catalyst weight, and about 5% to about 20% by weight of chromium as CrpO, and based on the total catalyst weight, on a large pore, catalytically active alumina. The molybdenum and the chromium are both present in elemental form, as oxides of the metals, as sulfides of the metals or as mixtures thereof. The catalyst has a pore volume of ca, 0.4 cnr / g to ca, 0.8 cnr / g, a specific upper
2 22 2
fläche von ca, 150 m /g bis ca, 300 m /g, einen durch-surface area of approx. 150 m / g to approx. 300 m / g.
schnittlichen Porendurchmesser von ca. 100 A (10 nm) bis ca.average pore diameter from about 100 A (10 nm) to about
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200 A (20 nm) und eine Porengrößenverteilung, gemäß der ca. 0 % bis ca· 10 % des Porenvolumens Poren mit Durchmessern200 A (20 nm) and a pore size distribution, according to about 0 % to about 10 % of the pore volume pores with diameters
O QO Q
von ca. 0 A (O nm) bis ca· 50 A (5 nm), ca· 30 % bis ca, 80 % des Porenvolumens Porendurchmesser von ca. 50 A (5 nm) bis ca. 100 A (10 nm), ca. 10 bis ca. 50 % des Porenvolumensfrom about 0 A (O nm) to about 50 A (5 nm), about 30 % to about 80 % of the pore volume pore diameter of about 50 A (5 nm) to about 100 A (10 nm), about 10 to about 50 % of the pore volume
ο οο o
Porendurchmesser von ca. 100 A (10 nm) bis ca. 150 A (15 nm) und ca. 0 % bis ca. 10 % des Porenvolumens Porendurchmesser von größer als 150 A (15 nm) aufweisen.Pore diameter of about 100 A (10 nm) to about 150 A (15 nm) and about 0 % to about 10% of the pore volume pore diameter greater than 150 A (15 nm) have.
Die in diesem Schema verwendeten Arbeitsbedingungen umfassen einen Wasserstoffpartialdruck von ca. 8,27 MPa (1200 psia) bis ca. 11,0 MPa (1600 psia), eine durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur im Bereich von ca. 404 0C (760 F) bis ca. 416 0C (780 0P), eine LHSV im Bereich von ca. 0,4 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator bis ca, 0,8 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator und eine Wasserstoffrezyklisierungsrate von ca. m3/m3 (5000 SCI1B) bis ca. 1425 m3/m3 (8000 SCFB).The operating conditions used in this scheme include a hydrogen partial pressure of about 8.27 MPa (1200 psia) to about 11.0 MPa (1600 psia), an average catalyst bed temperature in the range of about 404 0 C (760 F) to about 416 0 C (780 0 P), an LHSV in the range of about 0.4 volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst to ca, 0.8 volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst and a hydrogen recycle rate of about m 3 / m 3 (5000 SCI 1 B) to about 1425 m 3 / m 3 (8000 SCFB).
Der Abstrom aus der Reaktionszone 17 wird durch die Leitung 18 in einen Hochtemperatür/Hochdruck/Gas-Flüssigkeits-Separator 19 geleitet, der bei dem Reaktordruck und bei einer Temperatur von ca. 404 °C (760 0F) bis ca. 416 0C (780 0F) betrieben wird. In dem Separator 19 wird ein Wasserstoff enthaltendes Gas von dem Rest des Abstroms abgetrennt. Das Wasserstoff enthaltende Gas wird von dem Separator 19 durch Leitung 20 geleitet. Es wird abgekühlt und in einen Separator 21 für leichte Kohlenwasserstoffe eingeleitet, in dem die kondensierten leichten Kohlenwasserstoffe von dem Wasserstoff enthaltenden Gas abgetrennt und über Leitung 22 abgezogenThe effluent from the reaction zone 17 is passed through line 18 into a high temperature door / high pressure / gas-liquid separator 19, which at the reactor pressure and at a temperature of about 404 ° C (760 0 F) to about 416 0 C. (780 0 F) is operated. In the separator 19, a hydrogen-containing gas is separated from the rest of the effluent. The hydrogen-containing gas is passed from the separator 19 through line 20. It is cooled and introduced into a light hydrocarbon separator 21 in which the condensed light hydrocarbons are separated from the hydrogen-containing gas and withdrawn via line 22
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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werden. Das Wasserstoff enthaltende Gas wird über Leitung 23 entfernt und in einen Scrubber 24 geleitet, in dem Schwefelwasserstoff entfernt und aus dem Gas ausgewaschen wird. Der Schwefelwasserstoff wird aus dem System über Leitung 25 entfernt. Das gewaschene Wasserstoff enthaltende Gas wird dann durch Leitung 14 geleitet, in der es mit nachgefülltem Wasserstoff, sofern notwendig, über Leitung 26 vereint wird. Der Wasserstoff enthaltende Gasstrom wird dann zu dem Kohlenwasserstoff be schickungsstrom in Leitung 13 wie vorstehend beschrieben zugegeben.become. The hydrogen-containing gas is removed via line 23 and passed into a scrubber 24 where hydrogen sulfide is removed and scrubbed out of the gas. The hydrogen sulfide is removed from the system via line 25. The scrubbed hydrogen-containing gas is then passed through line 14, where it is combined with top-up hydrogen, if necessary, via line 26. The hydrogen-containing gas stream is then added to the hydrocarbon feed stream in line 13 as described above.
Der flüssige Teil des Abstroms wird von dem Hochtemperatur/ Hochdruck/Gas-Flüssigkeits-Separator 19 über Leitung 27 zu der Hochtemperaturentspannungskammer bzw, -trommel 28 geleitet. In der Entspannungskammer 28 wird der Druck auf Atmosphärendruck reduziert, und die Temperatur des Materials liegt im Bereich von ca. 371 0C (700 0F) bis ca. 427 0C (800 0F). In der Entspannungskammer 28 werden die leichten Kohlenwasserstoffe, die nicht nur Naphtha enthalten, sondern auch diejenigen Destillate, die bis zu einer Temperatur von ca. 288 0C (550 0F) bis 316 0C (600 0F) sieden, wie Brennöle, von dem Rest des Produkts abgestreift und aus dem System über Leitung 29 entfernt. Derartige leichte Kohlenwasserstoffe, die ca. 1 Gewichts-% bis ca. 4 Gewichts-% C.-Material, ca. 2 Gewichts-% bis ca. 5 Gewichts-% Naphtha [c^- bis-182 0C (C5-bis-36O 0F)-Material] und ca. 10 Gewichts-% bis ca. 15 Gewichts-% 182 0C - 343 C (360 0F -650 0F)-Material, bezogen auf die Kohlenwasserstoffbeschickung, enthalten, können in ihre verschiedenen Komponenten aufgetrennt und dem Vorratsbehälter oder anderen Verfahrenseinheiten zugeführt werden.The liquid portion of the effluent is directed from the high temperature / high pressure / gas-liquid separator 19 via line 27 to the high temperature relaxation chamber or drum 28. In the flash chamber 28, the pressure is reduced to atmospheric pressure, and the temperature of the material is in the range of about 371 0 C (700 0 F) to about 427 0 C (800 0 F). In the expansion chamber 28, the light hydrocarbons which contain not only naphtha but also those distillates which boil up to a temperature of about 288 0 C (550 0 F) to 316 0 C (600 0 F), such as fuel oils, stripped from the rest of the product and removed from the system via line 29. Such light hydrocarbons containing from about 1% to about 4% by weight C. material, from about 2% to about 5% by weight of naphtha [c ^ to bis-182 ° C. (C 5 ) bis-36O 0 F) -Material] and about 10% to about 15% by weight of 182 0 C - 343 C (360 0 F -650 0 F) material, based on the hydrocarbon feed, contained in their various components are separated and fed to the reservoir or other process units.
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Das schwerere Material, das von dem leichten Kohlenwasserstoff abgetrennt wird, d. h. Material, das bei einer Temperatur oberhalb ca, 316 0C (600 0P) siedet und in einer Menge von ca. 60 Gewichts-% bis ca. 90 Gewichts-%, bezogen auf die Kohlenwasserstoffbeschickung, vorhanden ist, w-ird aus der Entspannungskammer 28 über Leitung 30 zur Verwendung als Beschickungen für andere Verfahren oder als schwerer Industriebrennstoff mit niedrigem Schwefelgehalt entfernt» Ein derartiges flüssiges Material enthält ca· 0,6 Gewichts-% bis ca. 1,2 Gewichts-% Schwefel, ca. 1,0 Gewichts-% bis ca. 3,0 Gewichts-% Asphaltene und ca. 5 ppm bis ca. 15 ppm Nickel und Vanadin. Weiterhin werden mehr als 50 % des 538 0C+ (1000 0P+) Materials in 538 0C- (1000 0P-)-Material übergeführt.The heavier material that is separated from the light hydrocarbon, ie material which, at a temperature above about 316 0 C (600 0 P) and boiling in an amount of about 60 wt% to about 90% by weight based on the hydrocarbon feed, is removed from the flash chamber 28 via line 30 for use as feeds to other processes or as a heavy, low sulfur industrial fuel. Such liquid material contains from about .6% by weight to about 5% by weight. 1.2 weight percent sulfur, about 1.0 weight percent to about 3.0 weight percent asphaltenes, and about 5 ppm to about 15 ppm nickel and vanadium. Furthermore, more than 50% of the 538 0 C + (1000 O P +) material is converted to 538 0 C (1000 O P -) material.
Dieser flüssige Abstrom wird über Leitung 31 in den Ofen 32 oder andere geeignete Erhitzungsvorrichtungen zum Erhitzen auf eine Temperatur von so hoch wie 427 0C (800 0P) geleitet.This liquid effluent is passed via line 31 into the furnace 32 or other suitable heating means for heating to a temperature of as high as 427 0 C (800 0 P).
Der erhitzte Strom aus dem Ofen 32 wird über Leitung 33 in einen Vakuumturm 34 geleitet, in dem Vakuumgasöl (VGO) von einem Brennstoffrückstand mit niedrigem Schwefelgehalt abgetrennt wird. Das VGO wird von dem Vakuumturm 34 über Leitung 35 einem Vorratsbehälter oder einer herkömmlichen katalytischen Crackeinheit (nicht gezeigt) zugeführt. Der Brennstoffrückstand mit niedrigem Schwefelgehalt wird von dem Vakuumturm 34 über Leitung 36 einem Lagerungsbehälter oder anderen Verfahrenseinheiten zugeführt, worin er als Energiequelle verwendet werden kann.The heated stream from the furnace 32 is passed via line 33 to a vacuum tower 34 where vacuum gas oil (VGO) is separated from a low sulfur fuel residue. The VGO is supplied from the vacuum tower 34 via line 35 to a reservoir or conventional catalytic cracking unit (not shown). The low sulfur fuel residue is supplied from the vacuum tower 34 via line 36 to a storage vessel or other process units where it can be used as an energy source.
Alternativ kann das oberhalb 316 0C (600 0P) siedende Material, das aus der Entspannungskammer 28 über Leitung 30 ent-Alternatively, the above 316 0 C (600 0 P) boiling material which corresponds from the flash chamber 28 via line 30 can
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fernt wird, über Leitung 37 einer katalytischen Crackeinheit für Rückstände (nicht gezeigt) zugeführt werden.is supplied via line 37 of a catalytic cracking unit for residues (not shown).
Die folgenden Beispiele sollen das Verständnis der Erfindung erleichtern und die Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to facilitate the understanding of the invention and to explain the invention in more detail.
Man stellte einen Katalysator, der nachstehend als Katalysator A bezeichnet wird, mit einem Gehalt von 8,3 Gewichts-% MoOo und 8,3 Gewichts-% C^O^, bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid her. Man imprägnierte eine 40,8 g-Probe von Aero-100-Aluminiumoxid, erhalten von der American Cyanamid Company, mit einer Ammoniumdichromat und Ammoniummolybdat enthaltenden Lösung. Das Aero-100-Aluminiumoxid lag in Form eines Materials mit einer Maschenweite von 0,83 bis 1,17 mm (14 bis 20 mesh) vor und v?ar zuvor bei einer Temperatur von ca. 649 0C (1200 0F) an Luft während 2 Stunden calciniert worden.A catalyst, hereinafter referred to as Catalyst A, having a content of 8.3% by weight of MoO.sub.2 and 8.3% by weight of C.sub.2 O.sub.3, based on the total catalyst weight, was prepared on a large-pore, catalytically active alumina , A 40.8 g sample of Aero-100 alumina, obtained from American Cyanamid Company, was impregnated with a solution containing ammonium dichromate and ammonium molybdate. The Aero-100 alumina was in the form of a material having a mesh size from 0.83 to 1.17 mm (14 to 20 mesh) before and v? Ar previously on at a temperature of about 649 0 C (1200 0 F) Air was calcined for 2 hours.
Die für die Imprägnierung verwendete Lösung wurde durch Auflösen von 6,8 g Ammoniumdichromat und 5,3 g Ammoniummolybdat in 40 ml destilliertem Wasser hergestellt.The solution used for the impregnation was prepared by dissolving 6.8 g of ammonium dichromate and 5.3 g of ammonium molybdate in 40 ml of distilled water.
Das imprägnierte Aluminiumoxid wurde unter einer Wärmelampe in statischer Luft über Uacht zur Entfernung von überschüssigem Wasser getrocknet. Das getrocknete Material wurde dann in statischer Luft bei einer Temperatur von 538 0C (1000 0F) 2 Stunden calciniert. Der fertiggestellte Katalysator, Katalysator A, stellt eine Ausführungsform des Katalysators dar,The impregnated alumina was dried under a heat lamp in static air over water to remove excess water. The dried material was then calcined in static air at a temperature of 538 ° C. (1000 ° F.) for 2 hours. The finished catalyst, catalyst A, represents an embodiment of the catalyst,
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
. 33. 2 1 0 059, 33. 2 1 0 059
der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird·used in the method according to the invention
Zu Vergleichszwecken wurde ein im Handel erhältlicher Katalysator, erhalten von der American Cyanamid Company, verwendet. Dieser im Handel erhältliche Katalysator wurde als HDS-2A bezeichnet und von der American Cyanamid Company mit einem Gehalt von 3 Gewichts-% CoO und 13 Gewichts-% MoO-, auf einem Aluminiumoxidträger spezifiziert. Dieser Katalysator wird nachstehend als Katalysator B bezeichnet.For comparative purposes, a commercially available catalyst obtained from the American Cyanamid Company was used. This commercially available catalyst was designated HDS-2A and specified by the American Cyanamid Company containing 3% by weight CoO and 13% by weight MoO- on an alumina carrier. This catalyst is hereinafter referred to as Catalyst B.
Man verwendete einen zweiten Hydrobehandlungs-Katalysator für Vergleichszwecke, Der Katalysator wurde von der NaIcο Chemical Company erhalten« Der nachstehend als Katalysator C bezeichnete Katalysator wurde mit einem Gehalt von 3 Gewichts-% CoO und 13 Gewichts-% MoO~ auf einem Aluminiumoxidträger spezifiziert. Die Eigenschaften der Katalysatoren A, B und C sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben*The catalyst was obtained from NaIco Chemical Company. The catalyst referred to below as Catalyst C was specified to contain 3% by weight of CoO and 13% by weight of MoO.sup. On an alumina carrier. The properties of catalysts A, B and C are given in Table I below *
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/2.10 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 2.10 059 GZ 54 802 18
210 059210 059
% Porenvolumen in: % Pore volume in:
0-50 X. (0-5 nm)-Poren 6.3 26.7 H.2 1.4 50-100 A (5-10 nm)-Poren 69.5 58.8 76.3 56.70-50 X. (0-5 nm) pores 6.3 26.7 H.2 1.4 50-100 A (5-10 nm) pores 69.5 58.8 76.3 56.7
100-150 2 (10-15 nm)-100-150 2 (10-15 nm) -
Poren 23.1 4.3 2.1 36.6Pores 23.1 4.3 2.1 36.6
150-200 A (15-20 nm)-150-200 A (15-20 nm) -
Poren 0.4 1.6 0.7 1#6 ο 200-300 A (20-30 nm)-Pores 0.4 1.6 0.7 1 # 6 ο 200-300 A (20-30 nm) -
Poren 0.3 2.1 1.1 1.4Pores 0.3 2.1 1.1 1.4
300-400 A (30-40 nm)-300-400 A (30-40 nm) -
Poren 0.1 0.8 0,8 0.4Pores 0.1 0.8 0.8 0.4
400 2+ (40 nm+)-Poren 0.3 5.7 4.8 1.9400 2+ (40 nm +) pores 0.3 5.7 4.8 1.9
Berlin, den 19.7· 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, 19.7 · 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
-35- 210 059-35- 210 059
Tabelle I (PortSetzung) Table I (PortSetzung)
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
. 36. 2 1 0 059, 36. 2 1 0 059
Zusätzlich sind in der Tabelle I die physikalischen Eigenschaften des als Trägermaterial für den Katalysator A verwendeten Aluminiumoxids angegeben. Dieses Trägermaterial wird als Katalysator D bezeichnet. Das Einbringen der Metalle in das Aluminiumoxid beeinträchtigte nicht merklich die Porengrößenverteilung, das Porenvolumen, die spezifische Oberfläche oder den durchschnittlichen Porendurchmesser des Aluminiumoxids.In addition, Table I gives the physical properties of the alumina used as support material for Catalyst A. This carrier material is referred to as catalyst D. The incorporation of the metals into the alumina did not appreciably affect the pore size distribution, pore volume, specific surface area or average pore diameter of the alumina.
Man stellte drei weitere Katalysatoren her, um die Wirkung verschiedener Konzentrationen von Chromoxid auf dem Katalysator zu zeigen, der ca· 9 Gewichts-^ Molybdänoxid und einen Aero-1OO-Aluminiumoxidträger umfaßte· Diese Katalysatoren wurden gemäß der in dem vorstehenden Beispiel 1 erläuterten Herstellungsmethode hergestellt. Jedoch wurden lediglich die geeigneten Mengen der Metalle verwendet, um die gewünschten Zusammensetzungen der fertiggestellten Katalysatoren zu ergeben. Diese drei Katalysatoren werden nachstehend als Katalysatoren E, F und G bezeichnet und wurden mit dem gleichen Aero-100-Aluminiumoxid-Typ hergestellt, der bei der Herstellung des Katalysators A verwendet wurde. Ihre chemischen Zusammensetzungen und physikalischen Eigenschaften sind ebenfalls in der vorstehenden Tabelle I angegeben. Es ist wiederum ersichtlich, daß das Einbringen der Metalle auf und in das Aluminiumoxid nicht in merklichem Ausmaß die physikalischen Eigenschaften des Aluminiumoxids beeinflußt.Three additional catalysts were prepared to demonstrate the effect of various concentrations of chromium oxide on the catalyst comprising about 9 weight% molybdenum oxide and an aero-100A alumina support. These catalysts were prepared according to the preparation method outlined in Example 1 above , However, only the appropriate amounts of the metals were used to give the desired compositions of the finished catalysts. These three catalysts are hereinafter referred to as Catalysts E, F and G and were prepared with the same Aero-100 alumina type used in the preparation of Catalyst A. Their chemical compositions and physical properties are also given in Table I above. Again, it will be appreciated that incorporation of the metals onto and into the alumina does not appreciably affect the physical properties of the alumina.
Man untersuchte einen jeden der vorstehend erörterten Katalysatoren hinsichtlich ihrer Eignung für die Umwandlung einesEach of the above-discussed catalysts was examined for suitability for the conversion of a
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Vakuumrückstands eines leichten arabischen Kohlenwasserstoffs (Arabian light vacuum resid). Geeignete Eigenschaften dieser Beschickung sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben.Vacuum residue of a light arabic hydrocarbon (Arabian light vacuum resid). Suitable properties of this feed are given in Table II below.
Tabelle II BeschickunftseigenschaftenTable II feed properties
Kohlenstoff, Gewichts-% 84,91Carbon,% by weight 84.91
Wasserstoff, Gewichts-% 10,61 H/C (atomar) . 1,499 Stickstoff, Gewichts-% 0,34Hydrogen, weight% 10.61 H / C (atomic). 1,499 nitrogen, weight% 0.34
Schwefel, Gewichts-% 4,07Sulfur, weight% 4.07
Wickel, ppm 17,5Wraps, ppm 17.5
Vanadin 51,1Vanadin 51.1
538 0C- (1000 0F-)-Fraktion 13,6538 0 C (1000 O F -) fraction 13.6
Ramsbottom-Kohlenstoff, Gewichts-% 15,2Ramsbottom carbon,% by weight 15.2
Schwere, 0API 8,8Heavy, 0 API 8,8
Dichte bei 15 0C, g/cm3 1,0080Density at 15 0 C, g / cm 3 1.0080
Asphaltene, Gewichts-% 8,0Asphaltene, weight% 8.0
Öle, Gewichts-% 39,2Oils, weight% 39.2
Harze, Gewichts-% 52,8Resins,% by weight 52.8
Harze/Asphaltene 6,6Resins / Asphaltenes 6,6
Jeder Test wurde in einer Prüfmeßbank-Testeinheit mit automatischen Kontrollen für Druck, Reaktantenfluß und Temperatur durchgeführt. Der Reaktor bestand aus einem dickwandigen Rohr aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 0,95 cm (3/8 inch). Ein Thermostutzen mit einem Außendurchmesser von 0,32 cm (1/8 inch) erstreckte sich durch das Zen-Each test was performed in a test bench test unit with automatic controls for pressure, reactant flow and temperature. The reactor was a 0.95 cm (3/8 inch) inside diameter thick-walled stainless steel tube. A 0.32 cm (1/8 inch) outer diameter thermocouple extended through the center.
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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trum des Reaktors nach oben. Der Reaktor wurde durch einen elektrisch erhitzten Stahlblock beheizt. Die Kohlenwasserstoffbeschickung wurde der Einheit mit Hilfe einer Ruska-Pumpe, einer positiven Austauschpumpe, zugeführt. Das Katalysatormaterial mit einer Teilchengröße von 0,83 bis 1,17 mm (14 bis 20 mesh) wurde auf Alundumteilchen (feuerfeste Tonerde) mit einer Teilchengröße von 2,00 bis 2,38 mm (8 bis mesh) aufgebracht. Man verwendete ca, 20 cnr Katalysator als Katalysatorbett in jedem Test. Diese Katalysatormenge ergab eine Katalysatorbettlänge von ca. 25,4 cm (10 inches) bis ca· 30,5 cm (12 inches). Es wurde eine 25,4 cm (10 inches)-Schicht von Alundumteilchen mit einer Teilchengröße von 2,00 bis 2,38 mm (8 bis 10 mesh) über das Katalysatorbett in den Reaktor für jeden Test eingebracht. Der verwendete Katalysator wurde in dem ringförmigen Raum zwischen dem Thermostutzen und der Innenwand des Reaktors mit einem Innendurchmesser von 0,95 cm (3/8 inch) untergebracht.up the reactor. The reactor was heated by an electrically heated steel block. The hydrocarbon feed was fed to the unit by means of a Ruska pump, a positive exchange pump. The catalyst material having a particle size of 0.83 to 1.17 mm (14 to 20 mesh) was applied to alundum particles (refractory alumina) having a particle size of 2.00 to 2.38 mm (8 mesh). About 20 cnr of catalyst was used as the catalyst bed in each test. This amount of catalyst gave a catalyst bed length of about 25.4 cm (10 inches) to about 30.5 cm (12 inches). A 25.4 cm (10-inch) layer of 2.00 to 2.38 mm (8-10 mesh) alundum particles was placed over the catalyst bed in the reactor for each test. The catalyst used was placed in the annular space between the thermocouple and the inner wall of the 0.95 cm (3/8 inch) inside diameter reactor.
Vor seiner Verwendung wurde jeder Katalysator in unbewegter Luft bei einer Temperatur von ca. 538 0C (1000 0P) 1 Stunde calciniert. Anschließend wurde er in einem Exsikkator abgekühlt und in den geeigneten Reaktor eingebracht.Prior to its use, each catalyst was calcined for 1 hour in still air at a temperature of about 538 0 C (1000 0 P). It was then cooled in a desiccator and placed in the appropriate reactor.
Der Katalysator wurde dann der folgenden Vorbehandlung unterzogen. Der Reaktor wurde in den Reaktorblock bei einer Temperatur von 149 0C (300 0P) eingebracht. Eine 8 lffol-SS Schwefelwasserstoff in Wasserstoff enthaltende Gasmischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 28,3 l/Stunde [i standard cubic foot per hour (SCFH)] bei einem Druck von 3*5 MPa (500 psig) und bei einer Temperatur von ca. 149 0C (300 0P) über den Katalysator geleitet. Nach 10 bis 15 Minuten einerThe catalyst was then subjected to the following pretreatment. The reactor was introduced into the reactor block at a temperature of 149 0 C (300 0 P). A gas mixture containing 8 lbs. Of hydrogen sulfide in hydrogen was injected at a rate of 28.3 l / hr at a pressure of 3 * 5 MPa (500 psig) and at a temperature of approx 149 0 C (300 0 P) passed over the catalyst. After 10 to 15 minutes one
Berlin, den 19. 7. 1979 -AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 -AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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derartigen Behandlung wurde die Temperatur des Blocks auf 204 0C (400 0F) erhöht. Nachdem zumindest eine weitere Stunde verstrichen war und zumindest 28,3 1 (1 standard cubic foot) Gasmischung durch das System geleitet worden waren, wurde die Temperatur des Blocks auf 371 0C (700 0P) erhöht. Danach wurde die Gasmischung durch das Katalysatorbett während zumindest einer weiteren Stunde in einer Menge von zumindest 28,3 1 (1 standard cubic foot) geleitet. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Gasmischung unterbrochen, Wasserstoff in die Einheit bei einem Druck von 8,37 MPa (1200 psig) eingeleitet, ein Wasserstoff-Fluß mit einer Geschwindigkeit von ca. 17 l/Stunde (0,6 SCFH) eingestellt und die Temperatur erhöht, um eine durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur von 4o4 0C (760 0F) zu ergeben. Anschließend wurde ein Y/asserstoff-Fluß mit einer derartigen Geschwindigkeit eingestellt, daß eine LHSV von 0,59 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator erzielt wurde. Der Abstrom aus der Reaktionszone wurde in einem Flüssigprodukt-Aufnahmebehälter gesammelt, während das gebildete Gas durch den Produkt-Aufnahmebehälter zu einem Druckkontrollventil geleitet und dann durch ein Feuchtigkeitstestmeßgerät einer geeigneten Öffnung zugeführt.such treatment, the temperature of the block was raised to 204 0 C (400 0 F). After at least one additional hour had passed, and at least 28.3 1 had been (1 standard cubic foot) of gas mixture passed through the system, the temperature of the block was raised to 371 0 C (700 0 P). Thereafter, the gas mixture was passed through the catalyst bed for at least another hour in an amount of at least 28.3 L (1 standard cubic foot). At this time, the gas mixture was discontinued, hydrogen was introduced into the unit at a pressure of 8.37 MPa (1200 psig), a hydrogen flow was set at a rate of about 17 l / hr (0.6 SCFH), and the temperature increased to give an average catalyst bed temperature of 4o4 0 C (760 0 F). Subsequently, a hydrogen flow was adjusted at a rate such that an LHSV of 0.59 volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst was achieved. The effluent from the reaction zone was collected in a liquid product receiver while the formed gas was passed through the product receiver to a pressure control valve and then fed through a humidity tester to a suitable port.
Nach einem Zeitraum von 1 bis 3 Tagen war die durchschnittliche Katalysatorbett-Temperatur auf 416 0C (780 0F) erhöht Nach einer weiteren Zeitdauer, z. B. ca. 3 bis 5 Tagen, war die K höht.After a period of 1 to 3 days, the average catalyst bed temperature was increased to 416 0 C (780 0 F) After a further period of time, for. B. about 3 to 5 days, the K was increased.
liehe Katalysatorbett-Temperatur auf 416 0C (780 0F) erhöht.increased catalyst bed temperature to 416 0 C (780 0 F).
bis 5 Tag« die Katalysatorbett-Temperatur auf ca. 427 0C (800 0F) er-up to 5 days, the catalyst bed temperature to about 427 0 C (800 0 F)
Man erhielt gesammelte Proben aus dem Produktaufnahmebehälter und analysierte sie hinsichtlich ihrer sachdienlichen Infor-Collected samples were taken from the product receptacle and analyzed for their pertinent information.
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210059 GZ 54 802 18
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mationen. Die Testergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III angegeben. Diese Daten wurden aus Proben erhalten, die während des fünften bis neunten Tags des Verfahrens, das bei einer IHSV von 0,59 Volumen Kohlenwasserstoff je Stunde je Volumen Katalysator, bei einer Temperatur von 427 0C (800 0P) und bei einem Druck von 8,37 MPa (1200 psig) betrieben wurde, wenn nicht anderweitig angegeben ist, entnommen worden waren«mation. The test results are given in Table III below. These data were obtained from samples during the fifth to ninth day of the procedure at a IHSV of 0.59 volume of hydrocarbon per hour per volume of catalyst, at a temperature of 427 0 C (800 0 P) and at a pressure of 8,37 MPa (1,200 psig) unless otherwise stated
Berlin," den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 GZ 54 802 18
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Ansatz Hr. 12 3Approach Hr. 12 3
Katalysator A B C ECatalyst A B C E
Zusammengesetzte Probe des vom Tag 7 bis zum Tag 18 erhaltenen Materials.Composite sample of the material obtained from day 7 to day 18.
Tabelle III (Fortsetzung) Table III (continued)
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Ansatz Hr. KatalysatorApproach Hr. catalyst
Temperatur, ( P) 0C Druck, (psig)Temperature, (P) 0 C pressure, (psig)
MPa LHSVMPa LHSV
% Schwefelentfernung % Nickelentfernung % Vanadinentfernung % Asphaltene-Umwandlung % Sulfur removal% nickel removal% Vanadinentfernung% asphaltenes conversion
Flüssigkeitsdichte, 0API Dichte bei 15 0C, g/cm3 Liquid density, 0 API density at 15 0 C, g / cm 3
% Umwandlung von % Conversion of
538 0C+ (1000 0P+)-Material Tage unter Beströmung538 0 C + (1000 0 P +) - material days under flow
Berlin,"den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Die in Tabelle III angegebenen Ergebnisse zeigen, daß der Ansatz mater Verwendung von Katalysator A, d. h, einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, den beiden Tests, die andere Katalysatoren verwendeten, überlegen war. Die Daten zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine bessere Mckelentfernung, eine etwa ebenso gute Vanadinentfernung, eine bessere Asphaltene-Umwandlung, eine bessere Umwandlung des 538 0C+ (1000 0F+)-Materials, jedoch eine geringere Schwefelentfernung als die Verfahren ergab, die andere Katalysatoren verwendeten. Daher stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein geeignetes Verfahren zur Entmetallisierung, Desulfurierung, Asphaltene-Umwandlung und Umwandlung von 538 0C+ (1000 0P+)-Material dar, wenn ein schwerer Kohlenwasserstoffstrom behandelt wird. Überdies zeigen die Daten der Ansätze 1, 4» 5 und 6, daß die Anwesenheit von in dem Katalysator eine bessere Metallentfernung, Schwefelentfernung, Asphaltene-Umwandlung und Umwandlung von 538 C+ (1000 0F+)-Material zu 538 0C- (1000 0F-)-Material ergab.The results given in Table III show that the approach mater use of catalyst A, d. h, an embodiment of the method according to the invention, was superior to the two tests using other catalysts. The data show that the inventive method a better Mckelentfernung, an approximately equally good Vanadinentfernung, better asphaltenes conversion, a better conversion of 538 0 C + (1000 0 F +) - yielded material, but a lower sulfur removal than the process, the other Catalysts used. Thus, the process of the present invention is a suitable process for demetallization, desulfurization, asphaltene conversion, and conversion of 538 0 C + (1000 O P +) material when treating a heavy hydrocarbon stream. Moreover, the data of Runs 1, 4, 5 and 6 show that the presence of in the catalyst improved metal removal, sulfur removal, asphaltene conversion and conversion of 538 C + (1000 O F +) material to 538 0 C (1000 ohm) F -) material.
Ein Katalysator, der nachstehend als Katalysator H bezeichnet wird, wurde mit einem Gehalt von 1,1 Gewichts-% CoO, 8,2 Gewichts-% MoO^ und 8,2 Gewichts-% Cr2O.,, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, auf einem großporigen, katalytisch aktiven Aluminiumoxid hergestellt. Eine 63»8 g-Probe des Aer0-100-Aluminiumoxids, erhalten von der American Cyanamid Company, wurde mit einer Ammoniumdichromat und Ammoniummolybdat enthaltenden Lösung imprägniert. Das Aero-100-Aluminiumoxid lag in Form eines 0,83 bis 1,17 mm (14 bis 20 mesh) Materials vor und war zuvor bei einer Temperatur vonA catalyst, hereinafter referred to as Catalyst H, was added at a level of 1.1 wt% CoO, 8.2 wt% MoO 2, and 8.2 wt% Cr 2 O, based on the total weight of the catalyst Catalyst prepared on a large pore, catalytically active alumina. A 63 »8 g sample of Aer0-100 alumina, obtained from American Cyanamid Company, was impregnated with a solution containing ammonium dichromate and ammonium molybdate. The Aero-100 alumina was in the form of a 0.83 to 1.17 mm (14 to 20 mesh) material and was previously at a temperature of
Berlin, "den 19. 7. 1979 APC 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 APC 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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ca. 649 0G (1200 0F) an Luft während 2 Stunden calciniert worden.about 649 0 G (1200 0 F) was calcined in air for 2 hours.
Die für die Imprägnierung verwendete Lösung wurde durch Auflösen von 10,6 g Ammoniumdichromat und 8,3 g Ammoniummolybdat in 80 ml destilliertem Wasser hergestellt. Das zu imprägnierende Aluminiumoxid wurde zu der Lösung zugegeben, und die erhaltene Mischung wurde über Nacht stehengelassen.The solution used for the impregnation was prepared by dissolving 10.6 g of ammonium dichromate and 8.3 g of ammonium molybdate in 80 ml of distilled water. The alumina to be impregnated was added to the solution, and the resultant mixture was allowed to stand overnight.
Das imprägnierte Aluminiumoxid wurde anschließend unter einer Wärmelampe an statischer Luft während ca. 2 Stunden zur Entfernung von überschüssigem Wasser getrocknet. Das getrocknete Material wurde dann an statischer Luft bei einer Temperatur von 538 0C (1000 0F) während 2 Stunden calciniert.The impregnated alumina was then dried under a heat lamp of static air for about 2 hours to remove excess water. The dried material was then calcined in static air at a temperature of 538 ° C. (1000 ° F.) for 2 hours.
Eine Hälfte des calcinierten Materials wurde mit einer Kobaltnitratlösung imprägniert. Diese Lösung wurde durch Auflösen von 1,2g Co(NO^)2.6H2O in 40 ml destilliertem Wasser hergestellt. Die Mischung von calciniertem Material und Lösung ließ man über Nacht stehen.One half of the calcined material was impregnated with a cobalt nitrate solution. This solution was prepared by dissolving 1.2 g of Co (NO 2 ) 2 .6H 2 O in 40 ml of distilled water. The mixture of calcined material and solution was allowed to stand overnight.
Das Material wurde dann unter einer Wärmelampe an statischer Luft während ca. 2 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wurde an statischer Luft bei einer Temperatur von 538 0C (1000 0F) während 2 Stunden calciniert. Der fertige Katalysator, Katalysator H, stellt eine bevorzugte Ausführungsform des Katalysators, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, dar. Seine Eigenschaften sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben.The material was then dried under a heat lamp in static air for about 2 hours. The dried material was calcined in static air at a temperature of 538 ° C. (1000 ° F.) for 2 hours. The finished catalyst, Catalyst H, represents a preferred embodiment of the catalyst used in the process of the present invention. Its properties are shown in Table IV below.
Berlin,· den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, 19 July 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
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Ein zweiter Katalysator, der nachstehend als Katalysator I bezeichnet wird, wurde mit einem Gehalt von 3»1 Gewichts-% CoO, 8,1 Gewichts-% MoO^ und 8,1 Gewichts-% Cr2CU, bezogen auf das gesamte Katalysatorgewicht, auf einem Aero-100-Aluminiumoxidträger hergestellt. Dieser Katalysator wurde nach der Herstellungsmethode, die vorstehend in Beispiel 6 erläutert wurde, hergestellt, jedoch wurden geeignete Mengen der Metalle verwendet, um die gewünschte Zusammensetzung zu ergeben. Dieser Katalysator, Katalysator I, stellt eine andere Ausfiihrungsform des Katalysators, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, dar. Seine Eigenschaften sind nachstehend in Tabelle IV angegeben.A second catalyst, hereinafter referred to as Catalyst I, was added at a level of 3% to 1% by weight CoO, 8.1% by weight MoO 2 , and 8.1% by weight Cr 2 CU based on total catalyst weight. made on an aero-100 alumina carrier. This catalyst was prepared according to the preparation method outlined above in Example 6, but suitable amounts of the metals were used to give the desired composition. This catalyst, catalyst I, represents another embodiment of the catalyst used in the process according to the invention. Its properties are given below in Table IV.
Berlin, 'den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
.""' 210 059 "" 21059
Tabelle IV TestergebnisseTable IV test results
Katalysator H ICatalyst H I
Hydrierungskomponenten, Gewichts-%Hydrogenation components,% by weight
CoOCoO
Cr2O3 Cr 2 O 3
MoO3 MoO 3
Physikalische Eigenschaften spezifische Oberfläche, m /g Porenvolumen, cm /g durchschnittl. Porendurchmesser,Physical properties specific surface area, m / g pore volume, cm / g average Pore diameter,
% Porenvolumen in: 0-50 2 (0-5 nm)-Poren 50-100 Χ (5-10 nm)-Poren 100-150 Ϊ (10-15 um)-Poren I5O-2OO A (15-20 nm)-Poren 200-300 A (20-30 nm)-Poren 300-400 A (30-40 nm)-Poren 400-600 A (40-60 nm)-Poren% Pore volume in: 0-50 2 (0-5 nm) pores 50-100 Χ (5-10 nm) pores 100-150 Ϊ (10-15 μm) pores I5O-2OO A (15-20 nm) Pores 200-300 A (20-30 nm) pores 300-400 A (30-40 nm) pores 400-600 A (40-60 nm) pores
Berlin, den'19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, den'19. 7. 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
-47- 21 0 059-47- 21 0 059
Der Katalysator H und der Katalysator I wurden jeweils hinsichtlich ihrer jeweiligen Eignung für die Umwandlung eines Vakuumrückstandes eines leichten Kohlenwasserstoffs aus Arabien, der vorstehend in Tabelle II beschrieben wurde, untersucht.Catalyst H and Catalyst I were each tested for their suitability for the conversion of a vacuum residue of a light hydrocarbon from Arabia, described above in Table II.
Jeder Test wurde wie vorstehend in Beispiel 5 beschrieben durchgeführt.Each test was performed as described above in Example 5.
Die Ergebnisse dieser Tests sind nachstehend in Tabelle V angegeben. In Tabelle V sind auch die Testergebnisse der Ansätze 1, 2 und 3» die vorstehend in Tabelle III angegeben sind, wiedergegeben·The results of these tests are given in Table V below. Table V also reproduces the test results of Batches 1, 2 and 3 "given above in Table III.
• T VL. ? 3"T• T VL. ? 3 "T
Berlin, den 19. 7. 1979Berlin, July 19, 1979
AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
- 48 - 2 1 0 059- 48 - 2 1 0 059
Tabelle V TestergebnisseTable V test results
Ansatz Ur. . 7 8Approach Ur. , 7 8
Katalysator H ICatalyst H I
BetriebsbedingtingenOperationally Ingen
Temperatur, (0P) (800) (800)Temperature, ( 0 P) (800) (800)
0C 427 427 0 C 427 427
Druck, (psig) 1,200 1,200Pressure, (psig) 1,200 1,200
MPa 8,37 8,37MPa 8.37 8.37
LHSV 0.59 0.59LHSV 0.59 0.59
Probe vom> Tag 9 9Sample from> day 9 9
% Schwefelentfernung 75 83 % Sulfur removal 75 83
% Nickelentfernung 79 73 % Nickel removal 79 73
% Vanadinentfernung 93 96 % Vanadium removal 93 96
% Asphaltene-Umwandlung 79 75 % Umwandlung von % Asphaltene conversion 79 75 % conversion of
538 0C+ (1000 0P+)-Material 66 50538 0 C + (1000 0 P +) - material 66 50
Plüssigkeitsdichte, 0API 20.9 20.7Liquid density, 0 API 20.9 20.7
Dichte bei 15 0C, g/cm3 0.9280 Oe9292Density at 15 0 C, g / cm 3 0.9280 9292 O e
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
- 49 - 2 1 0 059- 49 - 2 1 0 059
Tabelle V (Portsetzung) Iesterp;ebniss_e Table V (port setting) Iesterp; ebniss_e
Ansatz UrApproach Ur
Katalysator catalyst
Betriebsbedingungen Temperatur, (0P) 0C Druck, (psig)Operating Conditions Temperature, ( 0 P) 0 C Pressure, (psig)
MPa LHSY Probe vom TagMPa LHSY sample of the day
% Schwefelentfernung % Nickelentfernung % Vanadinentfernung % Asphaltene-Umwandlung % Umwandlung von % Sulfur removal% nickel removal% Vanadinentfernung% asphaltenes conversion% conversion of
538 0C+ (1000 0P+)-Material Plüssigkeitsdichte, 0API538 0 C + (1000 0 P +) - material, liquid density, 0 API
Dichte bei 15 0C, g/cm3 0.9328 0.9341 0,9310Density at 15 0 C, g / cm 3 0.9328 0.9341 0.9310
' ' Zusammengesetzte Probe des vom Tag 7 bis zum Tag 18 erhaltenen Materials.'' Composite sample of the material obtained from day 7 to day 18.
Berlin, den 19. 7. 1979Berlin, July 19, 1979
GZ 54 802 18GZ 54 802 18
AP C 10 G/210 059AP C 10 G / 210 059
.so. 210 059.so. 210 059
Diese Ergebnisse zeigen, daß Ansatz-Hr,. 7, der eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt und eine bevorzugte Ausführungsform des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysators verwendet, stets eine überlegene Leistung im Vergleich zu den anderen Testansätzen ergibt. Br führt zu einer guten Entschwefelung, guten Hickelentfernung, guten Vanadinentfernung, überlegenen Asphaltene-Umwandlung und überlegenen Umwandlung von 538 C+ (1000 0J?+)-Material zu 538 0C- (1000 0P-)-Material/These results show that approach-Hr ,. Figure 7, which illustrates a preferred embodiment of the process of the invention and uses a preferred embodiment of the catalyst used in the process of the present invention, always gives superior performance over the other approaches. Br leads to a good desulfurization, good Hickelentfernung, good Vanadinentfernung, superior asphaltenes conversion and superior conversion of 538 C + (1000 0 J +?) - material to 538 0 C (1000 0 P -) - Material /
Der Ansatz Ur. 8, der eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, verwendet einen Katalysator, der mehr Kobalt (3,1 Gewichts-% CoO) als Katalysator A (1,1 Gewichts-% CoO) verwendet, jedoch fällt diese größere Menge noch in den breiten Bereich von 0,1 Gewichts-% bis 5 Gewichts-% CoO, der vorstehend für einen Katalysator angegeben ist, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann. Die erhöhte Menge an Kobalt verbessert die Desulfurierungsaktivität, erniedrigt etwas die Metalle-Entfernung, die Asphaltene-Umwandlung und die Umwandlung von 538 0C+ (1000 0F+)-Material zu 538 0C- (1000 0F-)-Material des Katalysators.The approach Ur. Figure 8, which illustrates another embodiment of the process of the present invention, employs a catalyst that uses more cobalt (3.1 weight percent CoO) than catalyst A (1.1 weight percent CoO), but this larger amount still falls within the broad range Range from 0.1% to 5% by weight of CoO reported above for a catalyst which can be used in the process of the present invention. The increased amount of cobalt improves desulfurization activity, somewhat lowers metal removal, asphaltene conversion and conversion of 538 0 C + (1000 O F +) material to 538 0 C (1000 O F -) material of the catalyst.
Ansatz Nr* 1 verwendet einen Katalysator, der Chrom und Molybdän, jedoch kein Kobalt in seiner Hydrierungskomponente enthält. Die Abwesenheit von Kobalt führt zu einer geringeren Schwefelentfernung, zu einer leicht verbesserten Metalle-Entfernung, zu einer geringeren Asphaltene-Umwandlung und zu einer geringeren Umwandlung von 538 0C+ (1000 0F+)-Material.Approach # 1 uses a catalyst containing chromium and molybdenum but no cobalt in its hydrogenation component. The absence of cobalt results in less sulfur removal, slightly improved metal removal, lower asphaltene conversion, and lower conversion of 538 0 C + (1000 O F +) material.
Die Ansätze 2 und 3 stellen Vergleichsversuche dar, die Kata-The approaches 2 and 3 represent comparative experiments that
Berlin, den 19. 7. 1979 AP C 10 G/210 059 GZ 54 802 18Berlin, July 19, 1979 AP C 10 G / 210 059 GZ 54 802 18
-51 - 2 1 0 059- 51 - 2 1 0 059
lysatoren aus dem Stand der Technik verwenden. Diese beiden Ansätze ergaben im wesentlichen das gleiche Ausmaß an Desulfurierung wie das erfindungsgemäße Verfahren. Jedoch ergaben sie eine schlechtere Metalle-Entfernung, AsphaItene-Umwandlung und Umwandlung von 538 538 0C- (1000 0P-)-Material.Use state-of-the-art ionizers. These two approaches gave essentially the same amount of desulfurization as the process of this invention. However, they showed a lower metals removal, AsphaItene conversion, and conversion of 538 538 0 C (1000 0 P -) - material.
lung und Umwandlung von 538 0C+ (1000 °P+)-Material zuconversion and conversion of 538 0 C + (1000 ° P +) - material to
Im Hinblick auf das Vorstehende stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein neuartiges Verfahren zur Hydrobehandlung von schweren Kohlenwasserstoffströmen dar. Die Verwendung einer geringen Menge Kobalt in dem Katalysator in Verbindung mit den Metallen der Gruppe VIB des Periodensystems der chemischen Elemente, nämlich Chrom und Molybdän, macht in unerwarteter Weise dieses Verfahren, das einen derartigen Katalysator verwendet, zu einem sehr effektiven Verfahren zur Behandlung derartiger schwerer Kohlenwasserstoffe.In view of the foregoing, the process of the present invention represents a novel process for hydrotreating heavy hydrocarbon streams. The use of a small amount of cobalt in the catalyst in conjunction with the Group VIB metals of the Periodic Table of the Chemical Elements, namely chromium and molybdenum, is unexpected This method using such a catalyst provides a very effective method of treating such heavy hydrocarbons.
Claims (6)
einer halben Stunde bis ca. 2 Stunden, um "^-Aluminiumoxid zu bilden, und Imprägnieren dieses "fr-Aluminiumoxids mit ein oder mehreren wäßrigen Lösungen, die in der V/arme zersetzbare Salze des Molybdäns und Chroms enthalten.6. The method according to item 4, characterized in that the catalyst is prepared by calcining pseudoboehmite in static air at a temperature of about 427 0 C (800 0 P) to about 760 0 C (1400 0 F) during about
half an hour to about 2 hours to form " -alumina, and impregnating this fr- alumina with one or more aqueous solutions containing low-decomposable molybdenum and chromium salts.
A (5 mn) bis ca. 100 A (10 ma), ca. 10 % bis ca. 50 %Process according to item 4, characterized in that the catalyst has about 0% to about 10% of its pore volume in pores having diameters less than 50 Å (5 nm), about 30 % to about 80 % % of its pore volume is present in pores with diameters of about 50 oo
A (5 mn) to approx. 100 A (10 ma), approx. 10 % to approx. 50%
hat mit Durchmessern, die größer sind als 150 A (15 nm).ο
has diameters larger than 150 A (15 nm).
seines Porenvolumens in Poren vorliegen hat mit Durchmes- 1 (5 nm) to about 100 A (10 nm), about 10 % to about 50 %
of its pore volume in pores has with diameter
(15 nm).from ca, 100 A (10 nm) to about 150 A (15 nm) and about 0 % to about 10% of its pore volume is present in pores having diameters larger than 150 Å
(15 nm).
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