JP6525978B2 - 高沸点炭化水素原料をより沸点の低い炭化水素生成物に転化させる方法 - Google Patents
高沸点炭化水素原料をより沸点の低い炭化水素生成物に転化させる方法 Download PDFInfo
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Description
350℃超の沸点を有する炭化水素原料を、連続した水素化分解ユニットに供給する工程、
水素化分解ユニットの底部流を、それに続く水素化分解ユニットの原料として供給する工程であって、各水素化分解ユニットにおける工程条件が互いに異なり、最初の水素化分解ユニットからそれに続く水素化分解ユニットの水素化分解条件が、最低の苛酷度から最高の苛酷度に高まる工程、および
各水素化分解ユニットからのより沸点の低い炭化水素生成物を、1つ以上の石油化学プロセスの原料として処理する工程、
を有してなる方法に関する。
実施例1による工程スキームが図1に見つけられる。圧縮機、熱交換器、ポンプ、配管などの一般に使用されるプロセス機器が、スキーム自体の視認性を維持するために省略されていることが当業者には明白である。この工程スキームは、2つの異なる段階、すなわち、第1の水素化分解段階2および第2の水素化分解段階3を含んでいる。
実施例2による工程スキームが図2に見つけられる。圧縮機、熱交換器、ポンプ、配管などの一般に使用されるプロセス機器が、スキーム自体の視認性を維持するために省略されていることが当業者には明白である。この工程スキームは、4つの異なる段階、すなわち、水素化処理段階2、第1の水素化分解段階3、第2の水素化分解段階4、第3の水素化分解段階5を含んでいる。
原油の残留物分画は典型的に、かなりの量のヘテロ原子(例えば、硫黄、窒素およびニッケルとバナジウムなどの金属)含有種を含有しているので、提案されている連続した水素化分解プロセスにおける第一段階は、水素化脱硫、水素化脱窒素などの大半を、並びに少しの水素化分解(すなわち、水素の付加に関連する炭素−炭素結合の破壊)を行うように設計されている。この水素化処理段階では、通常は固定床反応装置(残留物水素化処理におけるトリクルベッド)において、硫化Co/Mo/Al2O3、Ni/W/Al2O3およびNi/Mo/Al2O3触媒(典型的に、直径1.5から3mmの円柱錠剤または押出物として)の組合せを使用する。
カスケード反応における水素化処理段階2からの反応装置の流出物21が第1の水素化分解ユニット3に直接送られる。この第1の水素化分解ユニット3において、反応生成物流18が分離装置7(例えば、フラッシュ蒸留器)に送られ、この分離装置が、反応生成物流18を、(i)H2S、NH3およびH2Oと共に、また生成された任意のメタンと共に、未使用の水素を含有する気体流31と、(ii)350℃未満の沸点を有する任意のC2以上の炭化水素生成物を含む流れ35とに分離する。350℃超で沸騰する任意の材料を含む重質分画留22が、続く水素化分解ユニット4の原料として使用される。水素化分解カスケード反応におけるこの第1の工程の目的は、メタンの生産を最小にしつつ、350℃超の沸点範囲の分子の一部を、オレフィンを製造するために水蒸気分解装置に供給するのに適した、より小さいより沸点の低い材料に分解することである。有用な二重機能性触媒は、炭素−炭素結合の開裂(分解)および水素化に活性である成分を含有する。様々な範囲の触媒組成物が、低硫黄条件下での活性を増大させるための水素化機能について:硫化Ni−Mo、硫化Ni−W、金属Pdおよび金属Pt、分解機能について、Al2O3、Al2O3/ハロゲン、SiO2/Al2O3およびゼオライトの酸形態を含む水素化分解への使用に適していることが報告されている(the Handbook of Commercial Catalysts - Heterogeneous Catalysts, Howard F. Rase, CRC Pressの347頁参照)。最も適切な触媒のタイプの選択は、目的とする反応の程度による。
カスケード反応における第1の水素化分解ユニット3からの反応装置の流出物22が第2の水素化分解ユニット4に送られる。反応生成物流19が分離装置8に送られ、この分離装置が、反応生成物流19を、(i)第1の水素化分解工程において生成された任意のメタンと共に、未使用の水素を含有する気体流32(大半は前記反応装置に再循環させることができる)と、(ii)350℃未満の沸点を有する任意のC2以上の炭化水素生成物を含む流れ36とに分離する。350℃超で沸騰する任意の材料を含む流れ23が、第3の水素化分解ユニット5の原料として使用される。その目的は、メタンの生産を最小にしつつ、350℃超の沸点範囲の分子の一部を、オレフィンを製造するために、例えば、水蒸気分解装置に供給するのに適した、より小さいより沸点の低い材料に分解することであろう。この供給材料は、相当な量の大分子を含有し、それゆえ、高粘度であり、触媒とこれらの分子との間の接触を確実に良好にするために、沸騰床反応装置の設計と共に、触媒の粒径が小さいことが望ましい。固定床水素化分解プロセスに使用される組成と類似の組成を有する、粒径の小さい触媒(約0.8mm)を使用したプロセスが好ましい。水素化分解のカスケード反応における第2の工程において、第1の工程に選択されたものより分解活性が高い触媒を選択することが望ましいであろう。その結果として、SiO2/Al2O3またはゼオライト成分を使用した触媒が好ましいであろう。
カスケード反応における第2の水素化分解工程からの反応装置の流出物23が第3の水素化分解ユニット5に送られる。反応生成物流20が分離装置9に送られ、この分離装置が、反応生成物流20を、(i)先の水素化分解工程において生成された任意のメタンと共に、未使用の水素を含有する気体流33(大半は前記反応装置に再循環させることができる)と、(ii)350℃未満の沸点を有する任意のC2以上の炭化水素生成物を含む流れ37とに分離する。350℃超で沸騰する任意の材料を含む流れ24は、別の水素化分解工程に供給しても、または他の目的に使用しても差し支えない。
Claims (14)
- 高沸点炭化水素原料を、石油化学プロセスの原料に適したより沸点の低い炭化水素生成物に転化させる方法であって、
350℃超の沸点を有する炭化水素原料を、連続した水素化分解ユニットに供給する工程であって、水素化分解ユニットの底部流を、それに続く水素化分解ユニットの原料として、該それに続く水素化分解ユニットの原料が、前記連続した水素化分解ユニットにおける先の水素化分解ユニットの原料よりも重質であるように供給し、各水素化分解ユニットにおける工程条件が互いに異なる、工程、および
各水素化分解ユニットからの前記より沸点の低い炭化水素生成物を、1つ以上の石油化学プロセスの原料として処理する工程、
を有し、
前記連続した水素化分解ユニットが少なくとも3つの水素化分解ユニットを含み、これら3つの水素化分解ユニットの前に水素化処理ユニットが置かれ、該水素化処理ユニットの底部流が第1の水素化分解ユニットの原料として使用され、該第1の水素化分解ユニットの底部流が第2の水素化分解ユニットの原料として使用され、該第2の水素化分解ユニットの底部流が第3の水素化分解ユニットの原料として使用され、第1の水素化分解ユニットの圧力がゲージ圧で150から200バール(15から20MPa)の作動圧であり、第2の水素化分解ユニットの圧力がゲージ圧で100から200バール(10から20MPa)の作動圧であり、第3の水素化分解ユニットの圧力がゲージ圧で100から300バール(10から30MPa)の作動圧であり、
前記水素化処理ユニットの温度が前記第1の水素化分解ユニットの温度より高く、該水素化処理ユニットの温度が300から400℃の範囲にあり、該第1の水素化分解ユニットの温度が280から300℃の範囲にあり、
前記連続した水素化分解ユニットにおいてその温度が上昇し、第3の水素化分解ユニットの温度が前記水素化処理ユニットにおける温度よりも高く、前記第3の水素化分解ユニットの温度が440から490℃の範囲にある、方法。 - 前記350℃超の沸点を有する炭化水素原料が、原油蒸留からの底部流、タールサンド油、シェール油およびバイオ系材料、またはそれらの組合せから選択されるものである、請求項1記載の方法。
- 前記石油化学プロセスが、FCC(流動接触分解)、SC(水蒸気分解)、脱水素化ユニット、アルキル化ユニット、異性化ユニットおよび改質ユニット、またはそれらの組合せを含む、請求項1または2記載の方法。
- 全ての水素化分解ユニットからの前記より沸点の低い炭化水素生成物が組み合わされ、1つ以上の石油化学プロセスの原料として処理される、請求項1または2記載の方法。
- そのように収集された前記より沸点の低い炭化水素生成物が、蒸留プロセスにより個々の流れに分離され、そのように分離された個々の流れの各々が、個々の石油化学プロセスに送られる、請求項4記載の方法。
- 前記より沸点の低い炭化水素生成物を、(i)未使用の水素、ことによると、H2S、NH3、H2Oおよびメタンを含有する第1の流れ、および(ii)沸点が350℃未満のC2およびC2+生成物を含む第2の流れに分離する工程をさらに含む、請求項1から5いずれか1項記載の方法。
- 前記第1の流れが水素化分解ユニットに、特に、前記連続した水素化分解ユニットにおける先の水素化分解ユニットに戻される、請求項6記載の方法。
- 前記連続した水素化分解ユニット中に存在する触媒の粒径が、前記最初の水素化分解ユニットから前記それに続く水素化分解ユニットへと減少する、請求項1から7いずれか1項記載の方法。
- 前記水素化処理ユニットの反応装置型の設計が、固定床型、沸騰床反応装置型およびスラリー相型の群から選択される、請求項1記載の方法。
- 前記水素化処理ユニットの反応装置型の設計が固定床型のものである、請求項1記載の方法。
- 前記第1の水素化処理ユニットの反応装置型の設計が沸騰床反応装置型のものである、請求項1記載の方法。
- 前記第2の水素化処理ユニットの反応装置型の設計がスラリー相型のものである、請求項1記載の方法。
- 最後の水素化分解ユニットの底部流が該最後の水素化分解ユニットの入口に再循環される、請求項1から12いずれか1項記載の方法。
- 前記連続した水素化分解ユニットの前記水素化分解ユニットの1つ以上への前記炭化水素原料が、水蒸気分解ユニットおよび/または精製所に由来する重質流を含む、請求項1から13いずれか1項記載の方法。
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