185129. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vákuumdesztillációs párlatok kisnyomású hidrokrakkolására
1 185 i 29 2 A találmány folyékony halmazállapotú motorhajtóanyag, előnyös tulajdonságokkal rendelkező kenőolaj és paraffin gyártására alkalmas párlat előállítására és kénmentesítésére vonatkozik, magas forráspontú vákuumdesztillációs párlatok feldolgozásával katalitikus úton hidrogén atmoszférában. A feldolgozott kőolaj mennyiségét alapvetően a motorhajtóanyagok (motorbenzinek, sugár-hajtómű üzemanyagok és gázolajok) iránti igény határozza meg. Ugyanakkor a kőolaj elsődleges feldolgozásából származó atmoszferikus lepárlási maradék, valamint ennek vákuumpárlatai részben fűtőanyagként kerülnek felhasználásra. A motorhajtóanyagok és vegyipari alapanyagok iránti keresletnövekedés szükségessé tette olyan eljárások kidolgozását, amelyek alkalmazásával magas forráspontú szénhidrogénpárlatokból, vagy desztillációs maradékokból, alacsonyabb forráspontú, kisebb molekulasúlyú termékeket lehet eíőállitani. Ilyen eljárások a termikus krakk, a katalitikus krakk és a hidrokrakk technológiák. A hidrokrakkolás a katalitikus krakkolásnak és a hidrogénező technológiának a kombinációja, amelyet 50- 150 bar hidrogén parciális nyomáson végeznek. Ismeretes a Gas Oil Isomax eljárás (Petroleum Refiner Vol. 44 No. 12. Dec. 1965) amely alkalmazásával könnyű és nehéz vákuumolajból, krakk olajból, aszfaltmentesitett maradékból és atmoszferikus maradékból magasoktánszámú benzinkomponenst, reaktív-motorhajtóanyagot, alacsony és kis kéntartalmú gázolajat, tüzelőolaj komponenst és kénszegény fűtőolajat lehet eíőállitani. Az UN1CKACKING-JHC eljárás (American Petroleum Institutés Division of Refining, Houston, Máj. 15. 1970) különböző szénhidrogén alapanyagok feldolgozásával, egy újtípusú katalizátor alkalmazásával motorhajtóanyagokat vagy magas hozammal középpárlatokat állít elő. Ismeretes a Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF) és az Institut Franciás du Petroie (IIP) eljárása is (Hydrocarbaon Processing Sept. 1970). Az eljárást 140 bar-t meghaladó hidrogén parciális nyomáson valósítják meg. Célja motorhajtóanyag, elsősorban magasoktánszámú benzsn előállítása. Ugyancsak ismeretes az UOP USA-beli 660749 sz. C 10G 23/02 lajstromszámú szabadalma, amely szénhidrogénolaj hidrokrakkolására vonatkozik nikkelt és volfrámot tartalmazó katalizátorkészítmény jelenlétében. Az aluminiumoxid hordozóra felvitt katalizátor 01 —03 atomarányban tartalmazza a nikkel - (nikkel + volfrám)-t, a katalizaíorágy hőmérséklete 177 °C és 427 °C között van, a hidrokrakkoló zónában a nyomás 6-205 atm., a térsebesség pedig 0,2-néi nagyobb. A fenti eljárások hátránya az, hogy a korábbi felfogásnak megfelelően igen szigorú körülmények között, aktív, de kevésbé szelektív katalizátor használata mellett hajtják végre a hidrokrakkoíást. Finnek egyik következménye, hogy drága, magas nyomáson üzemeltethető berendezések szükségesek. A hidrokrakkolás mólszámnövekedéssel járó reakció. Az alkalmazott magas nyomás igényli is a minél aktívabb katalizátor alkalmazását. Az erélyes hidrokrakkolás következtében jelentős menynyiségü, alacsonyabb értékű kis szénatomszámú szénhidrogén is keletkezik. A nagyobb hányadot a 5 motorhajtásra alkalmas szénhidrogének képezik. Kçnésre alkalmas, a legnagyobb értéket képviselő szénhidrogének nem keletkeznek a katalizátor tulajdonsága és az alkalmazott műveleti paraméterek következtében. 10 Vizsgálataink arra irányultak, hogy megvizsgáljuk kisnyomású hidrogénező üzemben a vákuum párlatok feldolgozhatóságát úgy, hogy a finomító hidrogénezés mellett egyidejűleg krakkóié hidrogénçzést is megvalósítsunk. 15 Kísérleteket végeztünk annak megállapítására, hogy milyenek azok a technológiai körülmények, amelyek alkalmazásával elsősorban motorhajtásra alkalmas szénhidrogének, de ugyanakkor a kenőolaj és paraffingyártás szempontjából szükséges szénhidrogének is keletkezzenek. A kísérletek során változtattuk a feldolgozott alapanyagok forráspont tartományát a könnyű párlatoktól (340 - 440 °C) kezdve a közép párlato-,R kon (400-540 "C) át a nehéz párlatig -b (440 - 600 °C). A párlatok átlagos molekulatömegének a hatását kisebb molekulatömegü anyagnak, 250-370 ”C forrásponttartományú gázolajnak az 30 alapanyagba történő bekeverésével vizsgáltuk. Kísérleteink során vizsgáltuk a térsebesség, a cirkulációs gáz összetétele és mennyisége, a nyomás és a hőmérséklet hatását és azt találtuk, hogy a kiinduló anyagot előnyösen 0,5- 1,5 liter/ló térse- 35 besség, 400- 1500 NirF/nFó hidrogént tartalmazó gáz cirkuláltatása, 15-50 bar nyomáson és 380-450 °C hőmérsékleten tudjuk feldolgozni hasznos termékké. Katalizátorként a kénmentesitő hidrogénezésné! 40 szokásos CoMo hatóanyagtartalmú töltet hatását vizsgáltuk. Az eljárást megvalósithatjuk oly módon, hogy a feldolgozásra kerülő folyékony halmazállapotú alapanyaghoz hozzákeverjük a hidrogént, vagy 45 hidrogéntartalmú gázt, majd melegítő berendezésben a reakció hőmérsékletére melegítjük és átvezetjük a katalizátorral töltött reaktoron. A reaktorban a nyomást, illetve az elegy ben a hidrogén parciális nyomását úgy állítjuk be, hogy az alapanyag r,° destruktív finomítása mellett a hidrokrakk reakciók is előtérbe kerüljenek. A reakció elegyet lehűtjük, a reaktor után egy vagy több lépcsőben elválasztjuk a folyadékrészeket a gázoktól. A hidrogéntartalmú gázt visszacirkuláltatjuk, kénhidrogéntartalmát részben vagy teljes egészén eltávolítjuk ismert anyaggal, pl. monoetanolaminnal, A hidrogén fogyást valamilyen hidrogén forrásból pótoljuk. Azt találtuk, hogy az általunk vizsgált körülméfcU nyék között hidrogén atmoszférában a kénvegyületek egy ré^ze elbomlik kénhidrogén keletkezése mellett, ugyanakkor hidrokrakkolási folyamatok is lejátszódnak. Ezek eredményeként a feldolgozott fR alapanyag kéntartalma csökken, viszkozitása és 2
