202907. lajstromszámú szabadalom • Környezetkímélő eljárás paraffinok finomítására
1 HU 202 907 A 2 pusú katalizátor mögött (tehát a katalitikus reaktor mindkét szélső zónájában) is elhelyezünk „B" és/vagy „C” típusú katalizátort. Ez a megoldás lehetővé teszi az áramlás irányának megváltoztatását, amire üzemeltetési zavarok (pl. dugulás) miatt lehet szükség. Valamennyi katalizátor esetén a hordozó katalizátorhordozóként szokásosan felhasznált szilárd anyag, például aktív szén, horzsakő, alumínium-oxid vagy szilícium-dioxid lehet, amelyek közül különösen előnyös az alumínium-oxid és a szilícium-dioxid. A találmány szerinti eljárásban felhasznált „A” típusú katalizátorhoz hasonló összetételű, azonban lényegesen több (jellemzően 2-10 tömeg%) foszfort tartalmazó katalizátorokat a kőolajiparban elterjedten alkalmaznak szénhidrogén-olajok (elsősorban gázolaj) hidrogénező finomítására. Ilyen katalizátort és hidrogénező finomítási eljárást ismertet többek között a 270 224 sz. európai közzétételi irat. A hidrogénező finomítást 260-480 *C (előnyösen 315-455 °C) hőmérsékleten és (14—276)*105 Pa [előnyösen (103—172)»105 Pa] hidrogénnyomáson végzik. A hidrogénező finomítás célja a szénhidrogén-olaj kén- és nitrogéntartalmának eltávolítása vagy legalábbis jelentős csökkentése és a magas (jellemzően 540 ”C fölötti)-forráspontú komponensek részleges átalakítása alacsonyabb forrásponttá komponensekké. A hidrogénező finomításnak nem célja az aromásmentesítés; aromás komponensek hidrogénező telítéséről a 270 224 sz. európai közzétételi irat említést sem tesz. A paraffinok - a finomítandó szénhidrogén-olajokkal ellentétben - nem tartalmaznak mérhető mennyiségű nitrogént, és bennük kén csak nyomokban mutatható ki. A paraffinok finomításának célja elsődlegesen az aromás komponensek tökéletes eltávolítása; az aromás komponensek ugyanis rákkeltőek lehetnek. Paraffinok finomításánál nem cél, sőt kerülendő a magas forráspontú komponensek alacsonyabb forráspontú komponensekké alakítása, mert ez a paraffin olajtartalmát növelné. Parffínok finomításához tehát csak szigorúan krakksemleges katalizátorok használhatók. A 270 224 sz. európai közzétételi iratban közöltek alapján nem volt előre látható, sőt meglepő, hogy ha a katalizátor foszfortartalmát egy vagy két nagyságrenddel csökkentjük, és a hidrogénezést az ott közölteknél alacsonyabb hőmérsékelten és rendszerint kisebb nyomáson végezzük, hidrokrakkolás nem megy végbe, ezzel szemben az aromás komponensek telítődnek. A találmány szerinti eljárásban felhasznált katalizátorok aktivitásukat hosszú időn át megtartják és ismert módszerekkel egyszerűen regenerálhatók, így alkalmazásuk rendkívül gazdaságos. Az emílett katalizátorok felhasználásával már egyetlen hidrogénezési műveletben is megfelelő fénystabilitású és kémiai tisztaságú, az élelmiszeripar követelményeit is kielégítő minőségű paraffin állítható elő, ami az eddigi hidrogénező technológiákkal csak nagy ráfordításokkal (több reaktor, nagynyomású berendezés stb.) volt biztosítható. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy a hidrogénezéshez nem szükséges nagy tisztaságú hidrogéngázt felhasználni. Hidrogénező gázként jól megfelel például egy szokásos kőolajipari benzinreformáló üzemből származó hidrogéndús gáz is, aminek a hidrogéntartalma általában 70-90 térfogat%, és emellett főként kis szénatomszámú szénhidrogéneket tartalmaz. A hidrogénezéshez bármilyen más forrásból származó, legalább 65 térfogati hidrogént tartalmazó gázelegyet is felhasználhatunk, ami nem tartalmaz katalizátormérgeket, illetve a termék minőségét rontó komponenseket. A paraffin-finomító reaktor gázkörét egyesíthetjük a szintén hidrogéndús gázt alkalmazó kenőolaj-hidrogénező üzem gázkörével. Ismert, hogy a kenőolaj-hidrogénező üzemben cirkuláltatott hidrogéndús gázt az üzem közben felhalmozódott szennyezések (elsősorban kén-hidrogén) eltávolítására mosófolyadékon (így vizes mono-etanol-amin oldaton) vezetik keresztül. A két üzem gázkörének összekapcsolásával a szennyezések eltávolítását egyetlen műveletben, már meglévő berendezésen elvégezhetjük. A találmányt az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. A példákban felsorolt valamennyi katalizátort a következőképpen készítettük elő: A katalitikusán aktív komponensek közül a nikkelt és a molibdént vízben oldható só, a foszfort pedig foszforsav formájában vittük fel impregnálással a hordozóra, majd a katalizátort oxigénáramban kihevítettük [Petró J: Heterogén katalizátorok 187-199. oldal (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1964); Dolgov B.N.: Katalízis a szerves kémiában Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961) 40-43. és 173-276. oldal). A katalitikusán aktív komponenseket oxid formájában tartalmazó, így kapott katalizátort hidrogéndús gáz atmoszférában 200-350 °C-on szerves kénvegyülettel érintkeztettük mindaddig, amíg a kén-hidrogénnek a reaktorból kilépő gázban mérhető koncentrációja nem állandósult. Ezután a katalizátort 350 "C hőmérsékleten kén-hidrogénnel érintkeztettük. Az így előkészített katalizátor a katalitikusán aktív komponenseket főtömegében szulfid, kisebb mennyiségben oxid formájában tartalmazta. A hidrogénezett paraffin olajtartalmát az MSZ KGST 1497 sz. szabvány szerint határoztuk meg. Miként a példák adatai igazolják, a találmány szerinti körülmények között végzett hidrogénezés hatására a paraffin olajtartalma lényegében nem változik, ami azt jelzi, hogy a találmány szerinti eljárás körülményei között a felhasznált katalizátor krakksemleges. Ezzel szemben az ismert hidrogénező eljárások során az olajtartalom általában nő, ami a paraffin élelmiszeripari felhasználása szempontjából hátrányos. Az összehasonlításként közölt 7. példa adataiból az is megállapítható, hogy ha a találmány szerinti eljárásban felhasználthoz hasonló összetételű, de nagyobb foszfortartalmú, szokásos hidrogénező finomító katalizátort használunk a szénhidrgén-olajok finomításának ismert körülményei között, a kezelt paraffin olajtartalma a kezdeti érték közel tízszeresére nő. Az ismert, hidrogénező finomítási eljárásokban felhasznált katalizátorokkal; tehát a szénhidrogén-olajok finomí5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
