169802. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kis kéntartalmú fűtőolaj többszakos előállítására
5 169802 6 anyag fizikai és/vagy kémiai jellemzőitől függ. A VIb csoportba tartozó fémek például általában 4,0—30,0 s°/o, a vascsoportba tartozó fémek 0,2—10,0 s%, míg a VIII. csoportba tartozó nemesfémek előnyösen 0,1— 5,0 s% mennyiségben vannak jelen. Ha cink és/vagy bizmut komponenst használunk, ezek mennyisége általában 0,01—2,0 s%. Valamennyi koncentrációadat a katalizátorkészítményben elemi állapotú fémre vonatkozik. A porózus hordozó, amellyel a katalitikus aktivitású fémkomponenst vagy komponenseket egyesítjük, az irodalomban részletesen leírt sajátságú tűzálló szervetlen oxid lehet. Az amorf anyagok közül előnyös az alumíniumoxid és a 10,0—90,0 s% szilfciumdioxidot tartalmazó alumíniumoxid. Jelentős mennyiségű 510 C° feletti forrási hőmérsékletű szénhidrogént tartalmazó nehezebb anyag feldolgozásához felhasználható kristályos aluminoszilikát vagy zeolitos molekulaszűrő mint hordozó. A legtöbb ilyen esetben az ilyen hordozót a második reakciózónában használjuk a részlegesen kénmentesített nyersanyag feldolgozására. Alkalmas zeolitos anyagok a mordenit, a faujasit, A- és U-típusú molekulaszűrők stb. Ezek lényegében tiszta állapotban használhatók, de nyilvánvaló, hogy a zeolitos anyag egy amorf mátrixban, például szilíciumdioxidban, alumíniumdioxidban és alumíniumoxid és szilíciumoxid keverékében is lehet. Továbbá a katalizátorkészítmények halogénkomponenst tartalmazhatnak: fluort, klórt, jódot, brómot vagy ezek keverékét. A halogénkomponenst a hordozóhoz úgy adjuk hozzá, hogy koncentrációja a kész katalizátorkészítményben 0,1—2,0 s% legyen. A fémkomponenst a katalizátorkészítménybe bármely alkalmas módszerrel, például a hordozóanyaggal való együttes kicsapással vagy gélképzéssel, ioncserével vagy a hordozó impregnálásával, vagy az együttes kikészítés során vihető be. A fémkomponensek bevitele után a hordozót megszárítjuk, és magas hőmérsékleten, 400—705 C°-on kalcináljuk. Ha a hordozó kristályos aluminoszilikátot tartalmaz, a kalcinálás felső határa előnyösen 535 C°. A katalitikus reakciózónákban a munkakörülményeket elsősorban úgy választjuk meg, hogy a kénvegyületek kénhidrogénné és szénhidrogénekké alakuljanak. Mint azt az előzőkben ismertettük, a második reakciózónában a munkakörülmények gyakran nagyobb szigorúságot jelentenek, bár ez nem szükségszerű. A két reakciózóna műveleti szigorúságának szintjét a nyomás, a katalizátorágy maximális hőmérséklete és az óránkénti folyadéktérsebesség szabályozásával állíthatjuk be. A második reakciózónában a nagyobb szigorúságú műveletet általában nagyobb nyomáson, magasabb maximális ágyhőmérséklettel és kissé csökkentett óránkénti folyadéktérsebességgel vagy ezek kombinálásával érhetjük el. A fentiek kivételével a különböző műveleti változók alkalmas tartománya általában azonos mindkét reakciórendszerre, így a nyomás 14—210 att, a hidrogénkoncentráció 830—50 000 m3 /m 3 /sec, a katalizátorágy maximális hőmérséklete 316—483 C° és az óránkénti folyadéktérsebeség 0,25—2,50. Minthogy a lezajló reakciók általában exotermek, mindkét reakciózónában növekvő hőmérsékletgradiens jön létre, amikor a reagáló anyagok áthaladnak a katalizátorágyon. Az előnyös munkamódszer megköveteli, hogy a megnövekedett hőmérsékletgrádiens legfeljebb 55 C° legyen, és a hőmérsékletgrádiens szabályozására a találmány keretébe tartozik folyadék vagy gáz hűtőáram alkalmazása, amelyeket a katalizátorágy egy vagy több közbülső 5 pontján vezetünk be. A találmány szerinti eljárás további ismertetése előtt és különösen a mellékelt folyamatábrán bemutatott megvalósítási móddal kapcsolatban meg kell adni néhány definíciót a jobb érthetőség érdekében. A leírás-10 ban és a mellékelt igénypontokban a „lényegében azonos hőmérséklet mint" vagy a „lényegében azonos nyomás mint" kifejezések a berendezésből kilépő áram nyomását vagy hőmérsékletét jelentik, figyelembe véve a fluidum áramlása következtében a rendszerben fel-15 lépő nyomásesést és az egyik zónából a másikba való anyagátvitel következtében előálló hőveszteséget. így például, ha az első reakciózóna belépő nyomása 160 att és a hőmérséklet 370 C°, az első elválasztó zóna lényegében azonos nyomáson és hőmérsékleten, 154 att nyo-20 máson és 370 C° hőmérsékleten működik. Hasonlóképpen a „legalább egy része" kifejezés használata mind a lényegében gőzfázisra, mind a lényegében folyadékfázisra vonatkoztatva magában foglal mind egy alikvot részt, mind pedig egy kiválasztott frakciót. így a kén-25 hidrogén eltávolítása után az első, lényegében gőzfázis legalább egy részét bevezetjük a második reakciózónába, míg az első, lényegében folyadékfázis legalább egy részét (ebben az esetben egy alikvot részét) recirkuláltatjuk, és a friss betáplált nyersanyaggal egyesítjük. 30 Az egyéb körülményeket és előnyös műveleti módszereket a találmány szerinti eljárás további leírásával kapcsolatban ismertetjük. A kombinált kénmentesítő eljárás további leírásához a mellékelt rajzra hivatkozunk, amely az egyik lehetséges megvalósítást 35 mutatja be. A megvalósítás módját egyszerűsített folyamatábrán mutatjuk be, amelyről a módszer megértése szempontjából nem lényeges részleteket, mint kompresszorokat, szivattyúkat, hevítőket és hűtőket, műszerezést és szabályozást, hőcserélő és hővissza-40 nyerő köröket, szelepeket, üzemindításhoz szükséges vezetékeket és hasonló berendezéseket elhagytunk. A különböző ilyen berendezések alkalmazása jól ismert a szakmában jártasak számára, és ezek különböző alkalmazásai esetén a kapott eljárás nem tér el az igény-45 pontoktól és azok szellemétől. A bemutatott megvalósítási mód szemléltetése céljából a rajzot gázolaj kiindulási anyag ipari méretű egységben végzett átalakításával kapcsolatban ismertetjük. Nyilvánvaló, hogy a nyersanyag, az áramok 50 összetétele, a műveleti körülmények, a frakcionáló berendezések, szeparátorok stb. kialakítása csak példaként szolgálnak, és széles körben változtathatók anélkül, hogy eltérnénk találmányunk tárgyától, amelynek terjedelmét az igénypontok rögzítik. 55 A rajzra hivatkozva bemutatott megvalósítást egy 16,3 APP sűrűségű gázolajból maximális mennyiségű, legfeljebb 1,0 s% kéntartalmú fűtőolaj előállítására tervezett ipari méretű egység kapcsán ismertetjük. A kiindulási gázolaj egyéb lényeges sajátságai: kéntarta-60 lom 4,0 s%, vanadium- és nikkeltartalom 60,0 mg/kg, heptánban oldhatatlan anyag 2,4 s%, Conradson-szám 8,2, és 65,0 tf%-a kb. 565 C°-on desztillál át. A nyersanyagot az 1 vezetéken keresztül 740,35 mól/h mennyiségben vezetjük be a folyamatba. A nyersanyagot a 65 2 vezetékből származó meleg (365 C°-os) recirkulált 3
