DD201318B1 - Verbessertes Verfahren zur n-Paraffingewinnung - Google Patents

Verbessertes Verfahren zur n-Paraffingewinnung

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DD201318B1
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Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur n-Paraffingewinnung mit Zeolithmolekuiarsieben des Typs 5 A aus hydroraffinierten Kohlenwasserstoffgemischen des Siedebereiches 463 K bis 593 K.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß η-Paraffine mit Hilfe von Zeolithmolekuiarsieben, vorzugsweise mit solchen vom Typ 5 A, aus komplexen Kohlenwasserstoffgemischen wie Erdöldestillaten gewonnen werden können. Bekannt ist auch, daß die Erdöldestillate Stoffe enthalten, die die Wirtschaftlichkeit des Molekularsiebtrennprozesses vermindern. Sie werden daher einer katalytischen Hydroraffination unterzogen, um Olefine und organische HeteroVerbindungen abzubauen. Im WP 56885 wird ein Verfahren für die katalytische Hydroraffination von Erdöldestillaten im Siedebereich von 463 bis 573 K beschrieben, welches in der Lage ist den Gehalt an organisch gebundenen Heteroatomen und Olefinen aufwerte zu senken, wie sie für viele Molekularsiebverfahren gefordert werden. Zum Beispiel wird der Schwefelgehalt von 0,5 bis 1,0 Ma.-% auf Werfe bis 50 ppm verringert. Zur Abtrennung der im Raffinat gelösten Abbauprodukte der katalytischen Hydroraffination, des Schwefelwasserstoffes, Wasser und kurzkettiger Kohlenwasserstoffe, wird eine Entspannung in eine Destillationskolonne vorgeschlagen. Es hat sich aber gezeigt, daß der Reinigungseffekt unzureichend ist, so daß eine zusätzliche Strippung mit überhitztem Wasserdampf vorgenommen werden muß. Dabei wird das raffinierte Kohlenwasserstoffgemisch mit Wasser gesättigt. Da die Wasserlöslichkeit bei tiefen Temperaturen geringer ist, kann ein großer Teil des Wassers durch Kühlung ausgeschieden und mit Filterwasserabscheidern abgetrennt werden. Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß man grundsätzlich nur ein Einsatzprodukt für den Molekularsiebtrennprozeß erhält, welches bei der Abscheidetemperatur mit Wasser gesättigt ist. Ein wesentlicher Nachteil ist weiterhin, daß für die Kühlung und die anschließende Erhitzung des Kohlenwasserstoffgemisches beträchtliche Energiemengen erforderlich sind.
Gemäß DD-WP 72090 ist ein Verfahren zur zweistufigen Hydroraffination von Schmierölprodukten bekannt, bei dem das Hydroraffinat der ersten Stufe mit Kreislaufgas unter Prozeßdruck zur Entfernung der für den Raffinationskontakt der zweiten Stufe störenden Umsetzungsprodukte gestrippt wird. Das Zielprodukt einer solchen Hydroraffination ist wassergesättigt, hat einen positiven Cu-Streifen-Test und ist somit als Einsatzprodukt für einen Molekularsiebadsorptionsprozeß nicht geeignet. Naheliegend wäre eine Trocknung des Kohlenwasserstoffgemisches mit Molekularsieben vom Typ 4A oder mit Kieselgel, doch darfauch hierbei dieTemperatur nicht zu hoch sein, so daß das Produkt ebenfalls gekühlt und anschließend erhitzt werden muß. Außerdem benötigt man beträchtliche Energiemengen für die Reaktivierung der Adsorbentien, die wegen der anhaftenden Kohlenwasserstoffe mit nichtbrennbaren Gasen als Hilfsmittel auszuführen wäre. Dadurch sind für diese Verfahrensweise ebenfalls hohe Aufwendungen notwendig. Der unerwünschte Einfluß von Wasser auf Molekularsiebe des Typs 5 A bei n-Paraffingewinnungsverfahren besteht darin, daß durch seine Einwirkung mit zunehmender Laufzeit ein Kapazitätsverlust für die η-Paraffine auftritt, der nicht durch übliche oxidative Reaktivierungsverfahren beseitigt werden kann. In den WP 113204, WP 113205 und WP 123442 werden deshalb spezielle Reaktivierungsverfahren zum Beseitigen dieser Molekularsiebschädigungen vorgeschlagen.
Weiterhin ist bekannt, daß bei n-Paraffingewinnungsverfahren, welche mit einem Adsorptionsbegleitgas und einem Verdrängungsmittel wie Ammoniak zur Desorption arbeiten, während der Adsorptionsphase unvermeidbar eine Vermischung des Adsorptionsbegleitgases und des Desörptionsmittels auftritt. Diese Vermischung wird durch eine Wasserwäsche des Adsorptionsbegleitgases beseitigt. Ein Nachteil dieser Verfahrensweise ist, daß sich durch diese Wäsche im Adsorptionsbegleitgas und nach der Rückgewinnung des Desörptionsmittels aus der Lösung auch in diesem ein gewisser Wasserdampfdruck einstellt. Die Höhe des Wasserdampfdruckes wird im wesentlichen durch dieTemperatur des Wasi.hwassers und die Desorptionsmittelkonzentration bestimmt. Eine Beseitigung des Wassergehaltes der Gase erfordert hohe Aufwendungen und unterbleibt trotz der unerwünschten Wirkung auf das Molekularsieb. Außerdem ist bekannt, daß in n-Paraffingewinnungsverfahren im Anschluß an die Adsorption eine Spülung der Molekularsiebbetten ausgeführt wird. Das Spülprodukt weist einen hohen n-Paraffingehalt auf. Es wird zur Verbesserung der Ausbeute in den Adsorptionsprozeß zurückgeführt.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der n-Paraffingewinnung mit Zeolithmolekuiarsieben des Typs 5 A aus hydroraffinierten Kohlenwasserstoffgemischen im Siedebereich 463 bis 593 K durch Verringerung des Energieverbrauches und der Zahl der Prozeßstufen sowie durch eine Steigerung der Laufzeit der Molekularsiebe.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, aus Erdöldestillaten im Siedebereich 463 bis 593 K in einfacher Weise ein für die n-Paraffingewinnung mit Zeolithmolekuiarsieben des Typs 5 A geeignetes Einsatzprodukt, welches weitgehend frei von Wasser, Schwefelwasserstoff, leichten Kohlenwasserstoffen und organischen HeteroVerbindungen ist, zu gewinnen, dabei die Zahl der notwendigen Prozeßstufen und den Energieverbrauch zu senken und gleichzeitig die Möglichkeit zu schaffen, den Wasserdampfanteil, der durch eine Adsorptionsbegleitgaswäsche auf das Molekularsieb gelangt, zu vermindern, so daß die Laufzeit der Molekularsiebe und ihre Kapazität für η-Paraffine erhöht wird.
-2- 235 331 4
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß man das Wasser, Schwefelwasserstoff und leichte Kohlenwasserstoffe in gelöster Form enthaltende hydroraffinierte Kohlenwasserstoffgemisch, gegebenenfalls unter Zumischung des viel Wasser und η-Paraffin enthaltenden Spülproduktes der Adsorptions-Desorptionstrennstufe, in einer Destillationskolonne mit Raffineriegasen, wie den Kreislaufgasen von Hydroraffinationsanlagen oder Reformerüberschußgasen, die gegebenenfalls einer Schwefelwasserstoffabtrennung unterzogen wurden, behandelt und direkt der n-Paraffinabtrennung zuführt. Diese Verfahrensweise wird durch den speziellen Anwendungszweck ermöglicht, da der Einfluß von Wasserstoff, Methan und anderen leichten Kohlenwasserstoffen, die die Raffineriegase enthalten, auf den Flammpunkt des Kohlenwasserstoffgemisches bei der weiteren Verarbeitung nicht stört.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig so ausgeführt, daß man aus dem bei 3,0 bis 7,0MPa und 293 bis 333 K vorliegenden Kreislaufgas der katalytischer! Hydroraffination oder dem Reformerüberschußgas, vorzugsweise nach der Abtrennung des Schwefelwasserstoffes, die mit Absorptionsmitteln wie z. B. wässrigen Lösungen des Natrium- oder Kaliumsalzes der Monomethylaminoessigsäure ausgeführt worden sein kann, so daß das Gas unter diesen Bedingungen mit Wasserdampf gesättigt ist und bis zu 0,5 Vol.-% H2S enthalten kann, einen Teilstrom entnimmt und ihn in den Sumpf einer Destillationskolonne leitet. Das nach der Abscheidung aus dem Kreislaufgas der Hydroraffination mit Wasser, Schwefelwasserstoff und leichten Kohlenwasserstoffen verunreinigte Kohlenwasserstoffgemisch wird, gegebenenfalls unter Zumischung des viel Wasser und η-Paraffin enthaltenden Spülproduktes der Adsorptions-Desorptionstrennstufe, ebenfalls der Destillationskolonne zugeführt und dort bei einer Temperatur von 373 bis 493 K und Drücken von 0,05 bis 0,5MPa von den Verunreinigungen befreit. Es wurde gefunden, daß die Gasmengen bei einem Verhältnis von Gasvolumen zu Kohlenwasserstoffvolumen von 4:1 bis 20:1 für die Reinigung ausreichend sind und daß die Beaufschlagung der Kolonne mit einem Rücklauf des anfallenden Kopfproduktes den destillativen Effekt der Abtrennung der leichten Kohlenwasserstoffe erhöht.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß das im Sumpf der Destillationskolonne mit 373 bis 493 K anfallende Raffinat bzw. Raffinat-Spülproduktgemisch praktisch frei von Schwefelwasserstoff ist, eine Wasserabscheidung durch Abkühlung auf Raumtemperatur nicht erfolgt und die Konzentration an leichten Kohlenwasserstoffen gleich oder kleiner als bei bekannten Verfahren ist, so daß es'ohne Zwischenkühlung, Filterwasserabscheidung und Wiedererwärmung mit hohem Temperaturniveau in die Prozeßstufe n-Paraffingewinnung überführt werden kann. Dadurch sinkt der Energieverbrauch des Gesamtverfahrens erheblich, eine Prozeßstufe kann eingespart werden und gleichzeitig wird die Laufzeit der Molekularsiebe erhöht. Weiterhin wird das erfindungsgemäße Verfahren durch die Verwendung eines Raffineriegases charakterisiert, welches Wasserstoff, leichte Kohlenwasserstoffe, Wasser und Schwefelwasserstoff enthält.
Ausführungsbeispiel
In einer n-Paraffingewinnungsanlage, innerhalb derer eine Hydroraffinationsanlage, die ursprünglich nach dem im WP 56885 beschriebenen Verfahren arbeitete, betrieben wird, wurde großtechnisch ein Einsatzprodukt für die n-Paraffingewinnung hergestellt, wobei die Entfernung der störenden Komponenten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter folgenden Betriebsbedingungen erprobt wurde. Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung des ursprünglichen und des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 2 2
Einlauftemperatur der 443 443 443
Kolonne (K)
Sumpftemperatur der 433 überkritisch* 433
Kolonne (K)
Kopftemperatur der 393 überkritisch 393
Kolonne (K) 12:1 entfällt 12:1
Rücklaufverhältnis
Strippdampfmenge 40
(kg/t Raff.)
Strippgasmenge 10 10
(m3i.N./m3Raff.) 0,15 5,0 0,15
Kolonnendruck (MPa)
Kupferstreifentest im negativ positiv negativ
Raffinat'
Wassergehalt im 500 250 11
Raffinat (ppm)
Raffinattemperatur bei
Einsatz in den n-Paraf- 308 308 433
fingewinnungsteil (K)
1. Verfahren nach WP 56885
2. Verfahren zum Strippen unter Mitteldruckbedingungen analog WP 72090
3. erfindungsgemäßes Verfahren
* Das Strippen bei überkritischen Bedingungen ermöglicht nicht die Entfernung der Verunreinigungen. Die Tabelle zeigt, daß der Wassergehalt im Produkt, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, gegenüber den ursprünglichen Verfahren gesenkt wurde. Außerdem ist zu ersehen, daß das Produkt mit höherer Temperatur in die n-Paraffingewinnung überführt werden kann.

Claims (3)

1. Verbessertes Verfahren zur n-Paraffingewinnung mit Zeolithmolekuiarsieben des Typs 5 A aus hydroraffinierten Kohlenwasserstoffgemischen des Siedebereiches 463 bis 593 K, gekennzeichnet dadurch, daß man das mit Wasser, Schwefelwasserstoff und leichten Kohlenwasserstoffen verunreinigte Kohlenwasserstoffgemisch in einer Destillationskolonne mit einem Raffinieriegas, welches nach einer katalytischen Umsetzung in einer Hydroraffinations- oder Reformierungsanlage unter Mitteldruckbedingungen bei 3,0 bis 7,0 MPa und 293 bis 333 K vorliegt, bei niedrigerem Druck und höherer Temperatur behandelt.
-1- 235 331 4
Erfindungsanspruch :
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung mit einem wasserstoffhaltigen Gas, welches maximal 1,0 Vol.-% Wasserdampf, maximal 0,5 Vol.-% Schwefelwasserstoff und leichte Kohlenwasserstoffe C1 bis C5 bis 50 Vol.-% enthalten kann, ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung bei Drücken von 0,05 bis 0,5MPa und Temperaturen von 373 bis 493 K mit einem Verhältnis von Gas- zu Kohlenwasserstoffvolumen von 20:1 bis 4:1 ausgeführt wird.

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