JP5988875B2 - ディーゼル燃料のセタン価バレルを増加するための触媒転換方法 - Google Patents
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Description
本発明は、触媒転換プロセスに関する。本発明は、特に、重質原料(heavy feedstocks)から高いセタン価のディーゼル燃料へ最大限に転換するための触媒転換プロセスに関する。
高品質ディーゼル燃料の世界的な需要は、ますます増大している。一方で、重油の需要が減少している。ディーゼル燃料の世界的な需要の増大速度は、地域で需要が異なるものの、ガソリンの需要の増大速度を上回る。そのため、触媒分解(FCC)により製造される低いセタン価のライト・ディーゼル燃料が、ディーゼルの高調和成分として用いられている。高品質ディーゼルの需要を満たすために、FCCライト・ディーゼル燃料を改質する必要、又は、高品質のFCCライト・ディーゼル燃料をFCCにより高生産率で製造する必要がある。
本発明の目的は、より高いディーゼル燃料のセタン価、及び、より高いディーゼル燃料の生成率の両方(即ち、ディーゼル燃料のより高いセタン・バレル)を有する、重質原料を高いセタン価のディーゼル燃料に最大転換するためのプロセスを提供することである(ここで、セタン・バレルという用語は、生成物のディーゼル燃料のセタン価及びディーゼル燃料の生成率を意味している)。本発明は、主に、触媒が原料における炭化水素(例えば、アルカン、アルキル基の側鎖及びそれらに類するもの)を選択的に分解すること、同時に、ディーゼル燃料フラクションへの原料における芳香族の流入を最小限にすること、芳香族化及びそれに類する反応を介して芳香族を生成することにより、他の組成物が、ディーゼル燃料フラクション内に留まることを防ぐこと、に関する。原料が、高いセタン価のディーゼル燃料に分解される一方で、乾燥ガス及びコークスの生成量は、大幅に減少し、その結果、石油燃料の有効利用を達成する。
MA
=((生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生産量+ガスの生産量+コークスの生産量)/原料油の総量)×100%
=生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生成率+ガスの生成率+コークスの生成率
軽油のマイクロ・リアクション・ユニットの評価条件には、以下の条件で触媒を粒子に微粉砕し評価することが含まれる:約420〜841μmの粒径;5gの粒子の質量;直留ライト・ディーゼル燃料であり235℃〜337℃の範囲内の蒸留範囲を有する反応原料;460℃の反応温度;16h−1の重量空間速度;及び、3.2の触媒/オイルの比。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気と接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気を含む熟成媒体に接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、再生装置内の熱再生触媒を流動床に供給し、流動床内で熱交換を行う工程;
(2)熱交換された新しい触媒を水蒸気又は水蒸気を含む熟成媒体と接触し、特定の水熱条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(3)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
MA
=((生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生産量+ガスの生産量+コークスの生産量)/原料油の総量)×100%
=生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生成率+ガスの生成率+コークスの生成率
軽油のマイクロ・リアクション・ユニットの評価条件には、以下の条件で触媒を粒子に微粉砕し評価することが含まれる:約420〜841μmの粒径;5gの粒子の質量;直留ライト・ディーゼル燃料であり235℃〜337℃の範囲内の蒸留範囲を有する反応原料;460℃の反応温度;16h−1の重量空間速度;及び、3.2の触媒/オイルの比。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気と接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気を含む熟成媒体に接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、再生装置内の熱再生触媒を流動床に供給し、流動床内で熱交換を行う工程;
(2)熱交換された新しい触媒を水蒸気又は水蒸気を含む熟成媒体と接触し、特定の水熱条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(3)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
MA
=((生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生産量+ガスの生産量+コークスの生産量)/原料油の総量)×100%
=生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生成率+ガスの生成率+コークスの生成率
軽油のマイクロ・リアクション・ユニットの評価条件には、以下の条件で触媒を粒子に微粉砕し評価することが含まれる:約420〜841μmの粒径;5gの粒子の質量;直留ライト・ディーゼル燃料であり235℃〜337℃の範囲内の蒸留範囲を有する反応原料;460℃の反応温度;16h−1の重量空間速度;及び、3.2の触媒/オイルの比。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気と接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気を含む熟成媒体に接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、再生装置内の熱再生触媒を流動床に供給し、流動床内で熱交換を行う工程;
(2)熱交換された新しい触媒を水蒸気又は水蒸気を含む熟成媒体と接触し、特定の水熱条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(3)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
MA
=((生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生産量+ガスの生産量+コークスの生産量)/原料油の総量)×100%
=生成物中の204℃未満の温度を有するガソリンの生成率+ガスの生成率+コークスの生成率
軽油のマイクロ・リアクション・ユニットの評価条件には、以下の条件で触媒を粒子に微粉砕し評価することが含まれる:約420〜841μmの粒径;5gの粒子の質量;直留ライト・ディーゼル燃料であり235℃〜337℃の範囲内の蒸留範囲を有する反応原料;460℃の反応温度;16h−1の重量空間速度;及び、3.2の触媒/オイルの比。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気と接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、水蒸気を含む熟成媒体に接触させ、特定の熱水条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(2)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
(1)新しい触媒を流動床(好ましくは濃密相の流動床)に取り込み、再生装置内の熱再生触媒を流動床に供給し、流動床内で熱交換を行う工程;
(2)熱交換された新しい触媒を水蒸気又は水蒸気を含む熟成媒体と接触し、特定の水熱条件下で熟成し、比較的均質な活性を有する触媒を得る工程;及び、
(3)比較的均質な活性を有する触媒を対応する反応ユニットに取り込む工程。
1.原料におけるアルカン、アルキル芳香族の側鎖等を、選択的に、最大限の生産量で、生成物のディーゼル燃料フラクションに分解する(その分解は、ディーゼル燃料の主成分がアルカンとなるように、処理パラメーター及び触媒の特質を最適に制御することで行う)(例えば、高いセタン価を有するディーゼル燃料を、触媒転換により生成することができる)。
本発明は、明細書にて、添付の図面に関して、実施例の方法のみに基づき説明される。詳細に記載された特定の図面と共に示された事項は、実施例の方法に基づき、且つ、本発明の好ましい実施形態のみを図解で説明することを目的としており、最も有用で容易に理解できる、本発明に係る原理及び概念形態の記載の内容を提供するために示しているということを強く主張する。この点で、本発明の基本的理解のため以上に、必要な詳細な本発明の細部構造を示すことを意図しておらず、発明の様々な形態を実際にどのように具体化するのかを、当業者において明確である図面を伴う描写以上に、必要な詳細な本発明の細部構造を示すことを意図していない。
図面は、本発明が提供するプロセスを説明することを意図し、制限することを意図しない。
図1に示されたように、原料油を触媒分解反応装置1’に導入し、触媒ディーゼル燃料、流動触媒分解ガス等の組成物を得た。ここで、触媒ディーゼル燃料は、経路5’経由で引き出され、流動触媒分解軽油の全て又は一部を経路6’及び経路8’経由で引き出す。
図面は、本発明が提供するプロセスを説明することを意図し、制限することを意図しない。
本実施例では、選択的分解反応を通じて高品質のライト・ディーゼル燃料及び流動触媒分解軽油を得るための本発明に係るプロセスを用いる場合を説明する。
本実験を、上記実施例1で用いたライザー反応装置と同様のライザー反応装置を用いて行った。原料油、実験工程及び方法は、上記実施例1で用いた触媒Bを、触媒Aに変更した点以外は、上記実施例1の原料油、実験工程及び方法と同様とした。実験条件及び生成物の分布を表3にまとめた。実験結果を表3にまとめ、ディーゼル燃料の性質を表4にまとめ、そして、流動触媒分解軽油の性質を表5にまとめた。
本実施例では、選択的分解反応を通じて高品質のライト・ディーゼル燃料及び低オレフィン・ガソリンを得るための本発明に係るプロセスを用いた場合を説明する。
本実施例では、触媒分解及び水素化分解を組み合わせたプロセスによる、選択的分解反応を通じて、高品質ライト・ディーゼル燃料を得るための本発明に係るプロセスを用いた場合を説明する。
本実施例では、触媒分解及び水素化処理を組み合わせたプロセスによる、選択的分解反応を通じて、高品質ライト・ディーゼル燃料を得るための本発明に係るプロセスを用いた場合を説明する。
本実験を、上記実施例4で用いたライザー反応装置と同様のライザー反応装置を用いて行った。原料油、実験工程及び方法は、上記実施例4で用いた粗い粒子サイズを有する触媒Bを、従来の粒子サイズを有する触媒Aに変更した点以外は、上記実施例1の原料油、実験工程及び方法と同様とした。試験の条件及び結果を表10にまとめ、ディーゼル燃料の性質を表11にまとめた。
Claims (23)
- 主に大細孔ゼオライトを含む触媒を触媒転換反応装置に取り込む工程、
上記触媒は、35〜60の範囲内の平衡活性を有する熟成された触媒であって、上記平衡活性が触媒分解の新しい触媒のためのエンタープライズ・スタンダードRIPP 92-90−マイクロ−リアクション活性試験(石油化学分析法(RIPP試験法)(Yang Cuiding et al, 1990))によって測定される触媒であり、
触媒転換反応装置内にて、原料油を、上記触媒に接触させることにより、オイル蒸気を生成する工程、
上記オイル蒸気を分離することにより、ディーゼル燃料及び流動接触分解軽油を得る工程を含む触媒転換プロセスであって、
原料油の重量に対する流動接触分解軽油の量が、12重量%〜60重量%であり、
反応温度が420℃〜550℃の範囲内であり、
オイル蒸気滞留時間が0.1秒〜5秒の範囲内であり、
触媒/原料油の重量比が1〜10であり、
上記触媒の全体積に対して、10体積%未満の上記触媒が、40μm未満の粒子サイズを有する粒子であり、
上記触媒の全体積に対して、15体積%未満の上記触媒が、80μmより大きい粒子サイズを有する粒子であり、かつ、
上記触媒のうちの残りの触媒が、40μm〜80μmの粒子サイズを有する粒子であることを特徴とするディーゼル燃料を製造するための触媒転換プロセス。 - 流動接触分解軽油の全て又は一部を、従来の触媒分解反応装置、可変の直径を備えるライザー、初期の触媒転換反応装置又はその他の触媒転換反応装置から選択される装置に導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の触媒転換プロセス。
- 流動接触分解軽油の全て又は一部を、水素化分解ユニットに導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の触媒転換プロセス。
- 流動接触分解軽油の全て又は一部を水素化処理ユニットに導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の触媒転換プロセス。
- 上記水素化分解ユニットに由来する水素化分解されたテール油を、従来の触媒分解反応装置又は可変の直径を備えるライザーに導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項3に記載の触媒転換プロセス。
- 上記水素化処理ユニットに由来する水素化処理された流動接触分解軽油の全て又は一部を、従来の触媒分解反応装置、可変の直径を備えるライザー又は初期の触媒転換反応装置から選択される装置に導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項4に記載の触媒転換プロセス。
- 原料油が、石油系炭化水素及び/又はその他の鉱油から選ばれるもの、又は、石油系炭化水素及び/又はその他の鉱油を含むものであり、
石油系炭化水素は、減圧軽油、常圧軽油、コーカ軽油、脱アスファルト油、減圧蒸留残油、及び、常圧蒸留残油、又は、それらの組み合わせのうち一つ又はそれ以上から選ばれるものであり、
その他の鉱油は、液化石油、油砂油、及び、頁岩油、又は、それらの組み合わせのうち一つ又はそれ以上から選ばれるものであることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。 - 上記触媒は、ゼオライト、無機酸化物、及び、粘土を含み、
乾燥ベースでの触媒の総重量に対して、それぞれ、
上記ゼオライトが、5重量%〜35重量%であり、
上記無機酸化物が、0.5重量%〜50重量%であり、
上記粘土が、0重量%〜70重量%であり、
活性成分としての上記ゼオライトは、大細孔ゼオライトから選ばれ、
上記大細孔ゼオライトは、レア・アースY、レア・アースH−Y、超安定Y、及び、高シリカYのうち一つ又はそれ以上から選ばれるものであることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。 - 上記触媒が、乾燥ベースでの触媒の総重量に対して、10重量%〜30重量%のゼオライトを含む、請求項8に記載の触媒転換プロセス。
- 上記触媒転換反応装置は、ライザー、均等な線速度を備える流動床、均等な直径を備える流動床、上流コンベヤーライン、及び、下流コンベヤーライン、又はそれらの組み合わせ、若しくは二つ又はそれ以上の同一反応装置の組み合わせからなる一群から選ばれる一つ又はそれ以上のものであり、
上記同一反応装置の組み合わせには、直列又は/及び並列の組み合わせが含まれることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。 - 上記原料油は、一点から触媒転換反応装置に供給され、又は、同一の高さ又は異なる高さで多数の点から触媒転換反応装置に供給されることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。
- 触媒転換の反応温度は、430℃〜500℃の範囲内であり、
オイル蒸気滞留時間は、0.5秒〜4秒の範囲内であり、
触媒/原料油の重量比は、2〜8であり、
反応圧は、0.10MPa〜1.0MPaの範囲内であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。 - 流動接触分解軽油は、少なくとも350℃の初留点を有し、且つ、少なくとも11.5重量%の水素含有量を有するフラクションであることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。
- 上記触媒は、
80以下の初期活性を有し、
0.1h〜50hの範囲内の自動均衡時間を有し、且つ、
35〜60の範囲内の平衡活性を有し、
上記触媒の初期活性、自動均衡時間及び平衡活性が、触媒分解の新しい触媒のためのエンタープライズ・スタンダードRIPP 92-90−マイクロ−リアクション活性試験(石油化学分析法(RIPP試験法)(Yang Cuiding et al, 1990))によって測定されることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。 - 新しい触媒を流動床にて熟成媒体と、1h〜720hの範囲内の時間接触させることにより、上記熟成された触媒を得る工程をさらに含み、
上記熟成媒体は、水蒸気を含む熟成媒体であり、
上記流動床における温度は、400℃〜850℃の範囲内であり、
上記流動床の空塔速度は、0.1m/s〜0.6m/sの範囲内であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒転換プロセス。 - 上記新しい触媒を、再生装置からの熱再生触媒により加熱することを特徴とする、請求項15に記載の触媒転換プロセス。
- 水素化処理を、上記水素化処理ユニットにおいて、
3.0MPa〜20.0MPaの水素分圧、
300℃〜450℃の反応温度、
0.1h−1〜3h−1の体積空間速度、
300v/v〜2000v/vの水素/オイルの比の条件下にて行うことを特徴とする請求項4に記載の触媒転換プロセス。 - 上記水素化処理ユニットは、水素化処理触媒を備え、
上記水素化処理触媒は、支持材、及び、当該支持材上におけるモリブデン及び/又はタングステン、並びに、ニッケル及び/又はコバルトを含み、
上記支持材は、アルミナ及びゼオライトからなり、
ゼオライトに対するアルミナの重量比は、90:10〜50:50の範囲内であり、
上記水素化処理触媒は、上記触媒の総重量に基づく酸化物に対して、
10重量%〜35重量%の量のモリブデン及び/又はタングステン、並びに、
1重量%〜15重量%の量のニッケル及び/又はコバルトが含まれることを特徴とする請求項4に記載の触媒転換プロセス。 - 上記水素化処理ユニットは、水素化処理触媒を備え、
上記水素化処理触媒は、支持材、及び、当該支持材上におけるモリブデン及び/又はタングステン、並びに、ニッケル及び/又はコバルトを含み、
上記支持材は、アルミナ及びゼオライトからなり、
ゼオライトに対するアルミナの重量比は、90:10〜60:40の範囲内であることを特徴とする請求項4に記載の触媒転換プロセス。 - 上記水素化処理ユニットは、水素化処理触媒を備え、
上記水素化処理触媒は、支持材、及び、当該支持材上におけるモリブデン及び/又はタングステン、並びに、ニッケル及び/又はコバルトを含み、
上記支持材は、アルミナ及びゼオライトからなり、
ゼオライトに対するアルミナの重量比は、90:10〜50:50の範囲内であり、
上記ゼオライトは、Y型ゼオライトであることを特徴とする請求項4に記載の触媒転換プロセス。 - 上記流動接触分解軽油を、その他の転換反応装置内で、分解反応に晒すことにより、オイル蒸気を生成し、
得られた上記オイル蒸気を、特定の反応条件下で水素転移反応及び異性化反応に晒すことにより、ガソリン生成物を製造することを特徴とする請求項2に記載の触媒転換プロセス。 - 上記分解反応は、
480℃〜600℃の範囲内の反応温度、
0.1秒〜3秒の範囲内の反応時間、
0.5:1〜25:1の範囲内の流動接触分解軽油に対する転換触媒の重量比、及び
0.01:1〜2:1の範囲内の流動接触分解軽油に対する前揚力媒体の重量比の反応条件を備えることを特徴とする請求項21に記載の触媒転換プロセス。 - 上記水素転移反応及び上記異性化反応は、
450℃〜550℃の範囲内の反応温度、
1h−1〜50h−1の範囲内の第2の反応ゾーンにおける重量空間速度の反応条件にて行われることを特徴とする請求項21に記載の触媒転換プロセス。
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