192753. lajstromszámú szabadalom • Eljárás magas forráspontú kőolaj-szénhidrogének kéntelenítésére és fémtelenítésére
5 192753 6 vanádium-szulfid felvételére anélkül, hogy a kénmentesítésben jelentős teljesítménycsökkenés következne be, A műszaki feladat az, hogy egy olyan katalizátort illetve katalizátor kombinációt találjunk, amely a fent megadott követelményeknek megfelel. A feladatot egy magas forráspontú kőolaj-szénhidrogén-nyersanyagok kénmentesitésére és hatékony fémmentesítésére szolgáló, a periódusos rendszer hatodik mellékcsoportjának és a vascsoportnak a vegyületeit, valamint egy lehetőleg egyforma hengeralakú pórusokat tartalmazó porózus komponenst! katalizátor kombináción végzett hidrogénező kezeléssel történő eljárással - amelynek során a szénhidrogén-nyersanyag szükség esetén először egy 5-7 mm külső átmérőjű üreges csőtestekböl álló katalizátorágyon, majd egy olyan kisebb méretű testekből álló kétkomponensű katalizátorágyon halad át, amelyben a kétkomponensű katalizátorágy egyik katalizátorának reakciópórus maximuma a 2,25-től 3,75 nm-ig terjedő pórussugártartományba, a másik katalizátor reakciópórus maximuma a 4,25-től 6,25 nm-ig terjedő pórussugártartományba esik - a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a kétkomponensű katalizátorágy katalizátortípusai a reaktorban a katalizátortestek mechanikus keverékeként vannak jelen és mindkettőnél az összes pórustérfogat kevesebb, mint 50%-a esik 25-től 7500 nm-ig terjedő sugarú pórusokra. A két katalizátortípus tömegaránya a reaktorágyban előnyösen 1:1, de a nyersanyagösszetételtől és a kívánt termékminőségektől függően más arányok is alkalmazhatók. A katalizátor pórusnagyságot az ízoterm nitrogénadszorpció illetve deszorpció ismert módszerével a cseppfolyós nitrogén hőmérsékletén határozzuk meg, amikoris 1,5-től mintegy 50 nm-ig terjedő sugarú pórusokat regisztráljuk. Az eljárásban alkalmazott katalizátorokban olyan, szűkületek és tágulatok nélküli póruscsatornájú, lehetőleg egyenletes hengeres pórusok vannak, amelyek adszorpciós illetve deszorpciós görbéje csak csekély különbséget mutat. Az 50 és 7500 nm közé eső sugarú pórusokat az ismert higanyporozimetriás eljárással határozzuk meg. A póruseloszlás maximumát úgy határozzuk meg, hogy a deszorpciós görbe két mérési pontjából meghatározott parciális pórustérfogatot a pórussugérnagyság-egységekre vonatkoztatjuk. A pórustérfogatokat mindig legalább a pórussugár 0,5 nm-es egységeiként meg kell határozni, hogy a pórussugár maximummeghatározást kellő pontossággal végezhessük. A katalizátorokat önmagában ismert módszerekkel állíthatjuk elő, például egy Si02-lartalmú böhmitet vagy pszeudoböhmitet vizes oldatokból, például egy savas, kieselsolt tartalmazó aluminium-nitrát oldatnak egy bázikus közeggel végzett kicsapásával állítunk elő, amelyet azután legalábbis részben megszárítunk, adott esetben sugármalomban megőröljük, formálható tömeggé gyúrjuk, extrudáljuk, szárítjuk és annyi ideig izzítjuk, amíg a kívánt pórussugáreloszlás kialakul. A csötesteket ezután egy nikkelsó és ammóníum-molibdát (VI) vizes ammóníakális oldatában áztatjuk, szárítjuk és kb. 723 °K-en izzítjuk. Az alumiiiiumoxid póruseloszlása elsősorban az izzitási hőmérséklettől, az izzitás idejétől és a vízgőztartalomtól függ. Az itt alkalmazandó hőmérsékletek a 723-tól mintegy 1073 °K-ig terjedő tartományban vannak. A nyert alumíniumoxid előnyösen ^-Al2Ú3 szerkezetű. A vízgőz parciális nyomásának az izzitási folyamat alatt lehetőleg kicsinek kell lennie, hogy elkerüljük a makropólusok nagyarányú képződését. A kénmentesítési és hatékony fémmentesitési eljárásban a jelen találmány szerint önmagában ismert paramétereket és katalizátorösszetételeket alkalmazunk. így például az eljárás a következő paraméterekkel végezhető: H2-nyomás M Pa- ban 2-20 hőmérséklet K°-ban 573-673 terhelés v/vh-ban 0,5-4 gáz: termék-arány NmVm3-ben 100-20000:1 A katalizátorok kémiai összetétele például a kővetkező határ-ok közölt mozoghat: NiO tömeg %-ban 1-10 M0O3 tömeg' %-ban 3-30 SÍO2 tömeg %-ban 0-10 AI2O3 tön! eg %-ban 100-ig. A jelen találmány eljárása szerinti mindkét különböző katalizátortípus vagy azonos vagy különböző összetételű lehet. Előnyösen olyan katalizátortesteket alkalmazunk, amelyeknél nagy a geometriai felületnek a térfogathoz viszonyított aránya, például üreges csőtesteket, gyűrűformájú profillal, vagy összenyomott csöves testeket, levélszerü, karéjos profillal, amelyek- a katalizátortöltetben lévő nagy hézagtérfogat miatt akkor is jó átjárhatóságot biztosítanak, ha szennyezés vagy fémszulfidok rakódtak le, és- a katalizátorszemcse centrumába és vissza vezető, a molekulák számára lehetőleg rövid úthosszák révén lehetővé teszik az aktiv katalizátortömeg hatékony kihasználását. A nagy, nehézfémtartalmú és kéntartalmú szénhidrogén-molekulák behatolási mélysége a katalizátorszemcsébe mintegy 3 nm pórussugarú katalizátor esetén mintegy 0,3 nm és mintegy 6 nm pórussugarú katalizátor esetén mintegy 0,8 nm, úgy hogy megfelelő katalizátorméretek esetén elérjük a katalizátorszemcse gyakorlatilag teljes kihasználását és ezzel az optimális aktivitást., akkor ha a 5 10 15 20 25 30 35 40 15 50 55 60 65 4
