Vorwort. 1. Chemischer Aufbau und Eigenschaften des schweren Erdöls

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1 Vorwort 1. Chemischer Aufbau und Eigenschaften des schweren Erdöls 1.1. Trennmethoden 1.2. Analytische Strukturaufklärung 1.3. Chemische Zusammensetzung und Struktur 2. Vorbereitung des Rohstoffs zur Verarbeitung Extraktion mit Lösungsmitteln Adsorption Hydroraffination 39 3 Verarbeitungsmethoden von schwerem Rohstoff Verschiedene Methoden der Verarbeitung von schwerem Rohstoff Gewinnung wertvoller organischer Komponenten aus bituminösem Sandstein durch Extraktion Thermische Prozesse zur milden Verarbeitung der schweren Erdöle Hydroverarbeitungsprozesse Kombination von Hydro-und katalytischem Kracken 57 4, Prozeß des katalytischen Krackens als Verfahren zur Verarbeitung von schwerem Erdöl Technologische Varianten des katalytischen Krackens Prozeßparameter 65

2 2.1. Parameter des katalytischen Krackens 2.2. Unabhängige Veränderliche Reaktortemperatur Volumengeschwindigkeit des Rohstoffs Zusammenhang zwischen Reaktortemperatur und Kontaktzeit des Rohstoffs mit dem Katalysator (sehr kurze Kontaktzeit in Verbindung mit sehr hoher Reaktortemperatur) Vorwärmtemperatur Rezirkulationsregime Katalysatoraktivität 2.3. Abhängige Veränderliche Verhältnis von Katalysator/Erdöl Regeneratortemperatur Regime der Luftzufuhr in den Regenerator Konversionsgrad 2.4. Beispiele zur Regulierung der technologischen Parameter Prozeßparameter an einer Laboranlage für katalyti sches Kracken Prozeßparameter an einer Industrieanlage für kataly tisches Kracken Rohstoff des katalytischen Krackens 1. Rohstoffeigenschaften 1.1. Rohstoffarten des katalytischen Krackens 1.2. Schwerer Rohstoff 1.3. Verhalten der einzelnen Strukturgruppen im katalytischen Krackprozeß Intensivierung des Prozesses des katalytischen Krackens mittels Promotierung des Rohstoffes auf der Grundlage der physikalisch- chemischen Mechanik 1. Kolloid-disperse Erdölsysteme 1.1. Aufbau eines dispersen Systems 1.2. Phasenübergang in kolloid-dispersen Erdölsystemen Physikalischer Prozeß des Phasenübergangs Regulierung der Phasenübergänge durch gezielte äußere Einwirkungen Aggregative und kinetische Stabilität des dispersen Systems

3 Extremale Zustände des dispersen Erdölsystems Physikalische Methoden zur Bestimmung der strukturmechanischen Elastizität Stabilität disperser Erdölsysteme Gesetzmäßigkeiten der regulierbaren Phasenübergänge Bestimmung des aktiven Zustandes der dispersen Erdölsysteme Abhängigkeit der dielektrischen Permeabilität des Bitumens von der Temperatur Bestimmung des Dispersionsgrades des Erdöls Bestimmung des mittleren Teilchenradiusses der dispersen Phase Abhängigkeit der Viskosität des Erdöls von der Konzentration des aktivierenden Zusatzes Bestimmung des aktiven Zustands disperser Erdölsysteme auf der Grundlage von indirekten Kennziffern Synergetik und Promotierung der physikalisch- chemischen Prozesse der Erdölverarbeitung durch die Regulierung der Phasenübergänge Charakterisierung hoch-und niedrigmolekularer Verbindungen des Erdöls Eigenschaften von hoch-und niedrigmolekularen Verbindungen des Erdöls Klassifizierung der dispersen Erdölsysteme in strukturierte und nichtstrukturierte Systeme Bildung übermolekularer Strukturen der hochmolekularen Verbindungen im Erdölsystem Beschreibung der Intensivierung des katalytischen Krackprozesses Die Intensivierung des Prozesses des katalytischen Krackens in Gegenwart aktivierender Zusätze Übersicht über die Verwendung verschiedener Zusätze zum Rohstoff und deren Wirkung auf die Ausbeute der Produkte des katalytischen Krackens Wirkungsmechanismus der Zusätze im Krackprozeß Beispiele der Beeinflussung des katalytischen Krackprozesses durch die Zugabe verschiedener aktivierender Zusätze zum Rohstoff Gemisch aus verschiedenen Rohstoffarten 128

4 7. Katalysatoren des katalytischen Krackens 132 Funktionen und Aufbau der Katalysatoren 132 Synthese der Zeolithkatalysatoren 134 Eigenschaften der Krackkatalysatoren 139 Physikalische Charakteristiken der FCC-Katalysatoren Labormethoden der Bestimmung der physikalischen und chemischen Eigenschaften der Katalysatoren und der Expluationscharakteristiken Zusammenhang zwischen den physikalischchemischen Eigenschaften und den Expluationscharakteristiken der Krackkatalysatoren Charakterisierung von Zeolithkatalysatoren Allgemeine Charakteristiken der FCC- Zeolithkatalysatoren Einfluß der Eigenschaften der Zeolithkomponente auf Produktausbeuten und -Zusammensetzung Si/Al-Verhältnis im Zeolith Gehalt an Ionen seltener Erden im Zeolith Wirkung der Na-Ionen im Zeolith Teilchengröße der Zeolithe Einfluß der Eigenschaften der Matrixkomponente auf Produktausbeuten und -Zusammensetzung Matrixaktivität Zeoiith/Matrix-Verhältnis Verwendung und Bedarf an verschiedenen Katalysatortypen in Abhängigkeit vom Verarbeitungsziel im katalytischen Krackprozeß Gegenwärtige Tendenzen der Entwicklung hochwertiger Zeolithkatalysatoren Katalysatoren zur Verarbeitung von schwerem Rückstandsrohstoff im Krackprozeß Anforderungen an die Katalysatoren für den Verarbeitungsprozeß von Rückständen und ihre spezifischen Eigenschaften Querschnitt über die Verwendung verschiedener Katalysatortypen im FCC-Prozeß zur Verarbeitung von Rückständen Desaktivierung der Krackkatalysatoren Vergiftung der Katalysatoren mit Metallen und Verwendung von Passivatoren Einfluß schwerer Metalle auf die Charakteristiken des Katalysators Anwendung von Passivatoren schwerer Metalle 170

5 Verteilungszustand der schweren Metalle und Passivatoren über den Katalysatorquerschnitt Einfluß der Stickstoffverbindungen im Rohstoff auf die Katalysatoraktivität Koksbildung Modellvorstellungen zur Koksbildung Chemische Zusammensetzung des Kokses Physikalisch-chemisches Modell der Katalysatorverkokung Chemismus der Koksbildung Koksarten Zusammenhang zwischen Koksbildung und dem physikalischen Prozeß des katalytischen Krackens Koksbildung im Krackprozeß Koksbildung in Abhängigkeit von den Prozeßparametern Koksbildung bei der Verarbeitung von Rückständen Einfluß des Kokses auf die Katalysatortemperatur und die Regenerierungstemperatur Beeinflussung der Katalysatortemperatur Beeinflussung der Regenerierungstemperatur Katalysatorregenerierung Allgemeines zur Regenerierung Promotierung der CO-Oxydation bei der Regenerierung Simulation großtechnischer Krackanlagen zur Beurteilung von Krackkatalysatoren unter Laborbedingungen Labormethoden zur Beurteilung der Katalysatoreigenschaften Hinweise zur Beurteilung von FCC-Katalysatoren Theoretische Grundlagen der Katalyse Theorie der Katalyse auf Polyedern Erhöhung der Oktanzahl des Benzins Überblick über Varianten zur Erhöhung der Oktanzahl Zusatz von oktanzahlerhöhenden Komponenten zum Benzin Hochoktanige sauerstoffhaltige Verbindungen Das BP-Etherol-Verfahren zur Herstellung von Methyltertbutylether Verwendung oktanzahlerhöhender Katalysatoren bei der Benzinerzeugung 202

6 8.4. Individuelle Kohlenwasserstoffe des Benzins, die die Oktanzahl bestimmen Einfluß der Prozeßparameter des katalytischen Krackens auf die Oktanzahl Chemismus und Reaktionsmechanismus des katalytischen Krackens Chemismus des katalytischen Krackens Reaktionsmechanismus des katalytischen Krackens Karbokationenmechanismus Verallgemeinertes quanten-chemisches Prinzip Kinetik des Prozesses des katalytischen Krackens Kinetik der Reaktionen des katalytischen Krackens Kinetik der Katalysatordesaktivierung Kinetik der Katalysatorregenerierung 248 Literaturquellen 254 Sachregister 267