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Anwendungen von Reaktoren für heterogene Reaktionen

Hydrospalten

Die technisch eleganteste und flexibelste, aber zugleich auch teuerste Methode zum Cracken (Spaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe in kürzere Ketten) von Erdölen ist das Hydrocracken, bei dem gleichzeitig die langkettigen Kohlenwasserstoffe unter hohem Druck gecrackt und die dabei entstehenden Alkene zu Alkanen hydriert werden. Die dabei verwendeten Katalysatoren (Zeolithe mit aufgebrachten Metallen) müssen also beide Funktionen erfüllen. Es werden beim Hydrocracken vorwiegend Benzine und Mitteldestillate gebildet:

R 1 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 R 2 + H 2 R 1 C H 2 C H 3 + C H 3 C H 2 R 2
Abb.1
Hydrocracker

Die Reaktionsbedingungen für einen Hydrocracker liegen bei Temperaturen zwischen 300 und 450 °C und Wasserstoffdrücken zwischen 100-200 bar. Das Hydrocracken hat den Vorteil, dass sich je nach Betriebsbedingungen und Katalysator die Ausbeuten variabel bestimmen lassen. Meist werden ein oder zwei Festbettreaktoren verwendet, es sind aber auch Reaktoren mit bewegtem Katalysator im Einsatz.

Bei diesem zweistufigen Hydrocracker wird das Vakuumgasöl mit Wasserstoff vermischt und durch einen Festbettreaktor geleitet. Danach gelangen die gecrackten Kohlenwasserstoffe in einen Abscheider, wo der Wasserstoff abgetrennt und in den Kreislauf zurückgeführt wird, während die Kohlenwasserstoffe im Fraktionierturm destilliert werden. Die schweren Rückstände, die nach der fraktionierten Destillation im Sumpf der Kolonne zurückbleiben, werden zur weiteren Behandlung in einen zweiten Festbettreaktor geleitet und mit Wasserstoff vermischt. Dieses Verfahren eignet sich besonders für das Hydrocracken hochsiedender Produkte, z.B. schwerer Vakuumdestillate.

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