198528. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diesel-olaj hidrogénező finomítására
1 2 A találmány tárgya eljárás dízelolaj hidrogénező finomítására. A találmány az ásványolaj-feldolgozó iparban alkalmazható. Az irodalomból ismert dízelolaj hidrogénező finomítására olyan eljárás (V. V. Zredin, P.M. Tarasszenkov, „Katalitikus reforming és hidrogénező finomítás berendezései és csővezetékei", Gostoptechnisdat. L., 1963, 35—45. old.), amely szerint a dízelolajat hidrogéntartalmú gázzal összekeverik, a keveréket 340—390 °C-ra felmelegítik és rögzített ágyú katalizátoron keresztül vezetik, ahol a hidrogénező finomítás folyamata végbemegy, azaz a kénvegyületek eltávolítása, a telítetlen vegyületek hidrogénezése, a gyanták, aszfalt, szerves fémvegyületek eltávolítása történik. A katalizátorágyból kilépő reakcióelegyet szétválasztják, a finomított dízelolajat kondenzálják, a gázfázisból eltávolítják a hidrogénszulfidot és a szénoxidot, hogy a hidrogéntartalmú gáz a hidrogénező finomítás egy további ciklusába recirkuláltatható legyen. A fenti eljárásban a dízelolajból és hidrogéntartalmú gázból álló elegyet tengelyirányban lefelé áramoltatják a katalizátorágyon keresztül, 200-600 Nm3 gázt 1 m3 dízelolajra számítva. A finomítás során a dízelolaj 85-95 tf% párolog el. Az eljárással elérhető finomítás nem tökéletes, ugyanis az eltávolított kénvegyületeket véve alapul a finomítás hatásfoka 75—85% Egy másik eljárás dízelolaj finomítására a 3.714.028. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból ismert. E szerint a dízelolajat hidrogéntartalmú gázzal összekeverik, az elegyet 300-425 °C-ra melegítik, majd alumíniumhordozón VI. és Vili. mell ék csoport beli fémeket tartalmazó, rögzített ágyú katalizátoron keresztül vezetik. A dízelolaj kondenzálása céljából az elegyet hűtik, a fázisokat szétválasztják, a gázfázist tisztítják és a folyékony fázisból eltávolítják az oldott gázokat, valamint az alacsony forráspontú szénhidrogéneket. Itt is lefelé áramoltatják a gázelegyet a katalizátoron keresztül. A felmelegített dízelolajat alacsony nyomású reaktorban érintkeztetik a hidrogéntartalmú gázzal, olyan körülmények között, ahol a dízelolaj legnagyobb része folyékony halmazállapotban van, és a gáz egy része beoldódik a folyadékfázisba. A katalizátoron átbocsátott elegy tehát lényegében a hidrogéntartalmú gázzal telített dízelolaj, amelyet többszörösen összekevertek további mennyiségű hidrogéntartalmú gázzal. A finomított elegy szétválasztásakor kapott hidrogéntartalmú gázt recirkuláltatják. Az eljárással elérhető finomítási hatásfok nem elegendő, a kénvegyületek eltávolítását véve alapul a finomítási hatásfok 80-90%. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel a dízelolaj hidrogénező finomítása során a hidrogéntartalmú gáznak a katalizátor felületére és a folyékony fázisba irányuló diffúziója intenzifikálható, aminek eredményeképpen a dízelolaj finomítása, a kénvegyületek eltávolításának hatásfoka növelhető, javítható. A fenti feladatot a találmány szerint olyan eljárással oldjuk meg, amelynek során a dízelolajat hidrogéntartalmú gázra! keverjük, az elegyet 2-6 MPa nyojtiáson 300-425 °C-ra melegítjük, majd alumíniumoxid hordozón V1B és Vili csoportbeli fémeket tartalmazó, rögzített ágyú katalizátoron vezetjük, a dízelolaj kondenzálása céljából az elegyet lehűtjük, a fázisokat elválasztjuk, a gázfázist tisztítjuk és a folyadék fázisból az oldott gázokat és az alacsony fonáspontú szénhidrogéneket eltávolítjuk. A találmány szerinti eljárásra jellemző, hogy a dízelolajból és hidrogéntartalmú gázból álló elegyet felfelé áramoltatva, diszperz, vékonyrétegű áramlást kialakítva vezetjük a katalizátoron keresztül, 80-220 Nm3/m3 gáz/dízel arány és 8-40 m3/nr . óra csurgási sebesség befartása mellett. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a kénvegyületek telítetlen szénhidrogének, gyanták, aszfalt, szerves fémvegyületek hatékonyabb eltávolítását. A dízelolaj jobb finomítási foka következtében a motorok élettartama növekszik. A találmány szerinti hidrogénező finomítás energiaigénye kisebb. Az alábbiakban a találmány szerinti eljárást közelebbről ismertetjük. 160-380 °C forrástartományú ásványolajfrakciónak megfelelő dízelolajat 70—90 tÍ7c hidrogént tartalmazó gázzal elegyítjük. Amennyiben a gáz hidrogéntartalma 70 tf%-nál kisebb. a dízelolaj nem telítődik megfelelően hidrogénnel, és a kénvegyületek eltávolítása nem elég hatékony. A 90 tf% feletti hidrogéntartalomnak azért nincs értelme, mert az ilyen gáz előállítására külön technológia kellene. A dízelolaj/gáz 80—220 Nm3/m3 arányú elegyét hőcserélőkben 150—280 °C-ra melegítjük, -amihez a hidrogénező finomítás reakdózónájának a hőjét használjuk. Utána az elegyet csőreaktorban 300—425 °C-ra melegítjük. Kis kéntartalom és nagy aktivitású katalizátor esetén a 300 °C hőmérséklet elegendő, míg nagy kéntartalom és (a ciklusidő végére jellemző) alacsony aktivitású katalizátor esetén az eledet 425 °C-ra melegítjük. A melegített elegyet 425 C-ra melegítjük. A melegített elegyet felfelé áramoltatjuk 3-8 mm szemcseméretű, granulált, rögzített ágyú katalizátoron át. A katalizátor alumíniumoxid hordozón a periódusos rendszer V1B és Vili. csoportjába tartozó hidrogénező fémeket tartalmaz. A hidrogénező finomítás reakciózónájában 2—6 MPa nyomás uralkodik. A dízelolaj 30-50 tf% elpárolog, így elősegítve a folyékony dízelolaj hidrogéngázzal történő telítődését. A dízelolaj és a gáz közötti térfogatarány 80—220 Nm3/m3, és a sebesség, amely - lyel a dízelolaj a katalizátor ágy on át csurog, 8—40 m3/m2 . óra. Ez a két paraméter biztosítja, hogy az olaj/gáz elegy áramlási formája diszperz, és vékony rétegek alakulnak ki. A katalizátorágyból kilépő elegyet hőcserélőben 180 °C-ra, majd hűtőben 60 °C-ra hűtjük. Utána az elegyet nagynyomású gázelválasztóba vezetjük, ahol az elegy felbomlik: folyékony dízelolaj és hidrogéntartalmú gáz keletkezik. A hidrogenolízis eredményeképpen képződött hidrogénszulfid akár 80 tf%-a nagynyomású gázelválasztóban átmegy a gázfázisba, míg a maradék a folyékony fázisban marad. Az utóbbit alacsony nyomású folyadékéi választóba vezetjük, ahol az olajban oldott szénhidrogének és a hidrogénszulfid egy része a gázfázisba megy. Az olaj stabilizálási kolonnába kerül, ahol a szénhidrogének és a hidrogénszulfid végleges eltávolítása történik. Az eljárás végterméke olyan dízelolaj, amelynek finomítási foka (a kénvegyületek alapján) 90-95%. A nagy nyomású gázelválasztóbál kilépő hidrogéntartal-198.528 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
