177738. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított minőségű szénhidrogén-termékek kinyerésére
7 177738 8 reakciójával, a víz-gáz átmeneti reakcióban, és a katalizátorrendszernek legalább a második komponense elősegíti a fejlesztett hidrogén és a szénhidrogénfrakció alkotórészei közötti reakciót. A katalizátorrendszer első komponenseként alkalmazható megfelelő anyagok a bárium, kalcium, stroncium és a magnézium karbonsavas sói. A katalizátorrendszer második komponenseként alkalmazható, megfelelő anyagok a nikkel, kobalt és a vas karbonsavas sói. Az eljárást mintegy 400 °C és 460 °C közötti hőmérsékleten és mintegy 20—270 atm nyomáson folytatja le azért, hogy a nyersolaj legfontosabb részét folyékony állapotban tartsa. Wilson és munkatársai a 3 733 259 (1973) számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban leírnak egy eljárást fémek, aszfalt-termékek és kén eltávolítására nehéz szénhidrogénolajokból. Az eljárás szerint olajat vízben diszpergálnak, a diszperziót 400 °C és 460 °C közötti hőmérsékleten és atmoszferikus, és 7 atm közötti nyomáson tartják, a diszperziót legalább fél óra után lehűtik, hogy stabil víz-aszfalt emulzió képződjön, az emulziót a kezelt olajtól elválasztják, majd a kapott, kezelt olajat hidrogén hozzáadásával, hidrogénező katalizátor jelenlétében 260 °C és 480 °C közötti hőmérsékleten, és 20—200 atm közötti nyomáson reagáltatják. Közölték továbbá, hogy a félhivatalos Japan Atomic Energy Research Institute a Chisso Engineering Corporation-nel együttműködve kifejlesztette az úgynevezett „egyszerű, olcsó, forróvizes, olaj kéntelenítési eljárás”-t, azt állítva, „elegendő kereskedelmi alkalmassággal rendelkezik, hogy versenyezzen a hidrogénezési eljárással”. Ezen eljárás abból áll, hogy az olajat nyomás alatt álló forróvizes tartályon átvezetik, melyben a vizet megközelítőleg 250 °C hőmérsékletre, és mintegy 100 atm nyomásra melegítik. Az olaj szulfidjai ezután eltávolíthatók, ha a hőmérsékletet legalább 100 °C alá csökkentik. Ezideig még nem vált ismertté a találmány szerinti eljárás javított minőségű szénhidrogénfrakciók kinyerésére széntartalmú anyagokból, mely eljárás lehetővé teszi, hogy egy egyszakaszos műveletet a szokásosnál alacsonyabb hőmérsékleten, külön beadagolt hidrogén és katalizátor-rendszer alkalmazása nélkül, és a kinyert szénhidrogénfrakció minőségjavítása előtti kipreparálása, vagy előkezelése, mint sómentesítése vagy kénmentesítése nélkül végezzünk. A leírásban hivatkozott grafikonok a következők: az 1. ábra az olajpala kalcinálási súly vesztesége, és ezen szilárd anyag Fischer-vizsgálatának eredményei közötti összefüggést mutatja; a 2. ábra görbéi a találmány szerinti eljárás alkalmazásában, a hőmérséklet függvényében, az olajpalából kinyert szénhidrogénfrakció kitermelését mutatja; a 3. ábra görbéi a találmány szerinti eljárás alkalmazásában, az olajpala szemcsemérete függvényében, az olajpalából kapott olaj és bitumen kitermelése, és a kontakt idő közötti összefüggést mutatják; a 4. ábra görbéi a találmány szerinti eljárás alkalmazásában, az olajpala szemcsemérete függvényében, az olaj szelektivitása és a kontakt idő közötti összefüggést mutatják ; az 5. ábra görbéi 1-hexénből a hexán képződésének hatását mutatják különböző mennyiségű katalizátorral, állandó mennyiségű promotor jelenlétében. a 6. ábra görbéje 1-hexénből a hexán képződésének hatását mutatja különböző mennyiségű promotor, és állandó mennyiségű katalizátor jelenlétében. a 7. ábra a szénhidrogénfrakció félfolyamatos feldolgozására alkalmazott eljárás folyamatábrája. A találmány szerinti eljárásnál azt találtuk, hogy szénhidrogének nyerhetők ki széntartalmú anyagokból, és hogy a kinyert szénhidrogének minőségileg javíthatók krakkolhatók, kénmentesíthetők, és amennyiben a széntartalmú anyag szilárd kátrányhomok, vagy paraffinokat, olefineket, olefin-jellegű termékeket, vagy acetiléneket, valamint gyűrűn szubsztituált vegyületeket tartalmazó szénhidrogénfrakció, fémmentesíthetők, sőt még tetszés szerint hidrogénezhetők és nitrogénmentesíthetők, a széntartalmú anyagnak nagy fajsúlyú, víztartalmú fázissal, vagy gázzal, vagy folyadékkal való érintkeztetésével 320—480 °C közötti hőmérsékleten, külön beadagolt hidrogén alkalmazása nélkül, és a kívánt minőségjavítás típusától és mértékétől függően, külön beadagolt katalizátorrendszer nélkül. Amennyiben a szén tartalmú anyag szén, a találmány szerinti módszerrel való kezelés után a szilárd szén kénmentesítve visszamarad. Ez a módszer a szénhidrogénfrakciók széles skálájára alkalmazható, beleértve úgy a könnyű, és a nehéz párlatokat, mint a gázolajat, bepárlási maradékot, kátrányhomok-olajat, olajpala bitumen-extraktumot, és a szén cseppfolyósításából származó termékeket. Azt találtuk, hogy a széntartalmú anyagokból való szénhidrogének hatásos kinyerése érdekében, és a kinyert szénhidrogénfrakciók könnyű párlatokká, sokkal alkalmasabb szénhidrogénfrakciókká, a találmány szerinti eljárással végzett kémiai átalakítása érdekében — melynek jellemzője, hogy a módszer inkább oldatban, mint a tipikus pirolitikus eljárás szerint megy végbe — a nagy fajsúlyú, víztartalmú fluid fázisban a víznek nagy oldóhatással, és inkább folyadékszerű fajsúllyal — például legalább 0,1 g/ml — mint gőzszerű fajsúllyal kell rendelkeznie. A nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban a víznek viszonylag nagy fajsúlyon való tartása, akár a víz kritikus hőmérséklete alatti vagy e fölötti hőmérsékleten, a jelen találmány szerinti eljárás szempontjából lényeges. A nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban a víz fajsúlyának legalább 0,1 g/ml értéknek kell lennie. A nagy fajsúlyú fluidumok nagy oldóhatásával P. F. M. Paul és W. S. Wise „The Principles of Gas Extraction” monográfiája foglalkozik, kiadó: Mills and Boon Limited, London, 1971. Például a gőz és a nagy fajsúlyú, gázszerü víz oldóhatása közötti különbség fenntartása a víz kritikus hőmérséklete körüli hőmérsékleten és nagyobb nyomáson, lényeges. Sőt még a rendesen oldhatatlan szervetlen anyagok, mint a szilícium-dioxid és az alumínium-oxid, oldódása is észrevehetően megindul „szuperkritikus víz”-ben — vagyis a víz kritikus hőmérséklete fölötti hőmérsékleten tartott vízben — mindaddig, míg a víz nagy fajsúlya fennáll. Megfelelő mennyiségű vizet kell használni, hogy a nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban elegendő víz legyen, hogy az a szénhidrogénekhez hatásos oldószerként szolgáljon. A nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban a víz folyékony víz, vagy nagy fajsúlyú, gázhalmazállapotú víz formájában lehet. A nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban a víz gőznyomását megfelelően magas szinten kell tartani, úgy, hogy a víz fajsúlya a nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban legalább 0,1 g/ml legyen. Azt találtuk, hogy az eljárásban alkalmazott reaktor mérete által megszabott korlátozással, a szénhidrogénfrakció és víz súlyaránya a nagy fajsúlyú, víztartalmú fázisban előnyösen mintegy 1: 1 és 1: 10 közötti érték, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
