KR20030053062A

KR20030053062A - 석유 정제 방법

Info

Publication number: KR20030053062A
Application number: KR10-2003-7006996A
Authority: KR
Inventors: 이노마타마코토; 후지무라야수시; 오카다츄요시; 이무라코조; 사사키하지미
Original assignee: 닛끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-27
Also published as: EP1350832A4; PL194242B1; SA01220564B1; AU2256802A; CN1487989A; KR100800286B1; NZ526112A; JPWO2002044307A1; AU2002222568B2; EP1350832A1; RU2270230C2; US20040069685A1; PL362971A1; WO2002044307A1; CN100387690C

Abstract

석유 정제 방법으로서, 원료유가 증류되어 유출유M1과 잔유M2로 분리되는 증류 분리 공정1; 유출유M1의 적어도 일부를 탈류하기 위하여 수소화 정제하고, 그리하여 수소화 정제유M3을 얻는 수소화 정제 공정2; 탈아스팔트유M4 및 아스팔트(역청)M5를 얻기 위하여 잔유M2를 용제와 함께 탈아스팔트화하는 용제 제거 공정3; 탈아스팔트유M4의 적어도 일부를 탈메탈/탈류 처리하여 HDMS 정제유M6을 얻는 탈메탈/탈류 공정4; 그리고, HDMS 정제유의 일부를 수소화 정제유M3의 적어도 일부와 혼합하여 석유 제품을 얻는 제1 혼합 공정5를 포함한다.

Description

석유 정제 방법{Method of Refining Petroleum}

종래에는, 이러한 종류의 기술로서, 예를 들면, 이하에서 나타낸 것과 같이, 개개의 석유 제품 및 그 중간 제품을 효율적으로 생산하는 것이 가능한 기술이 알려져 있다.

(1) 원료유를 대기압에서 증류 처리하고 유출유(distillate)와 대기압 잔유로 분리하고, 특히 얻어진 대기압 잔유를 감압 증류하고, 그 감압 잔유(VR)를 코커에서 처리하는 것에 의해, 열분해 가솔린 및 경유를 제조하는 기술.

(2) 상기의 대기압 잔유를 용제 아스팔트 제거(SDA) 처리하여, 얻어진 탈아스팔트유(용제 아스팔트 제거유; DAO)를 유동 접촉 분해(FCC)의 원료로 하는 기술, 혹은 대기압 잔유를 감압 증류(VDU) 처리하고, 얻어진 감압 경유(VGO)를 유동 접촉 분해(FCC)의 원료로 하는 기술.

그러나, 상기(1)와 같은 기술은, 코커의 앙금(코크스)의 시장이 공급 과잉이고, 코크스를 부생물로 생산하는 코커의 건설이 제약되어 있다는 문제점이 있다.

또한, (2)에 나타낸 기술에는, 다음과 같은 문제가 있다. 팽대한 매장량의 초중유 및 장래에 공급 과잉될 것으로 예상되는 대기압 잔유로부터, 탈아스팔트유 및 감압 경유를 분리하고, 유동 접촉 분해(FCC) 및 수소화분해(HCR)로 도입하여 가솔린과 경유 등의 수송 연료를 제조하는 것은, 장래에 세계적으로 가솔린과 경유의 수요가 늘어나는 것에 대한 전력의 수요 증대가 높아질 것이 예상되기 때문에, 수송 연료와 발전 연료의 시장 수급 밸런스에 대응할 수 없다.

또한, 상기 (1) 및 (2)에 기재된 기술 이외에도, 예를 들면 바나듐 농도가 높은 초중유 및 대기압 잔유로부터 용제 제거 처리를 하고 가스 터빈 연료(GTF)를 제조하는 기술이 있으나, 이 기술에 있어서도, 용제 제거 처리에서의 탈아스팔트유의 수득율(유출율)을 높이면, 얻어진 탈아스팔트유의 메탈 및 잔류 탄소에 의한 오염이 높아지게 되고, 그 결과 이러한 탈아스팔트유를 탈메탈ㆍ탈류 정제하는 때의 부하가 높아지게 되며(고압, 저LHSV), 경제적으로 불리하게 된다. 또한, 이러한 사정으로부터, 탈아스팔트유의 수율을 낮게 하면, 가스 터빈 연료의 수득율이 감소하며, 결과적으로 부가가치가 낮은 아스팔트(역청)의 생산량이 증가한다는 새로운 문제가 생기게 된다.

본 발명의 목적은, 특히 중유를 출발 물질로 하는 경우와, 저유황 농도의 원료유를 출발물질로 하는 경우 각각에서, 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하인 석유 제품(가스 터빈 연료)과, 메탈 농도(V+Ni)가 30 wt ppm 이하인 유황 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을, 효율적으로 함께 생산하는 것이가능한, 석유 정제 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은, 고부가가치를 가지는 다양한 석유 제품을 효율적으로 함께 생산하는 석유 정제 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중유(heavy oil) 또는 저유황 농도의 원료유로부터 부가가치가 높고, 사양이 각기 다른 다양한 석유 제품을 효율적으로 함께 생산하는 석유 정제 방법에 관한 것이다.

도1 내지 도6은 각각, 본 발명의 석유 정제 방법의 제1 ~ 제6 실시예를 설명하기 위한 처리 플로우를 나타낸다.

도7 내지 도12는 각각, 실시예 1 ~ 6의 석유 정제 방법을 설명하기 위한 처리 플로우이다.

본 발명의 제1 태양에 따른 석유 정제 방법은, 원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법에 있어서, 원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과, 증류 분리 공정에서 얻어진 유출유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리하고, 탈류(脫硫)하는 것에 의해 탈류 정제유를 얻는 수소화 정제 공정과, 상기 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 공정과, 상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과, 상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제1 혼합 공정을 포함한다.

이 정제 방법에 의하면, 제1 혼합 공정에서 HDMS 정제유의 일부에 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 이것에 의해 예를 들어 가스 터빈 연료 등의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮은 석유 제품을 얻는 것이 가능하고, 또한, HDMS 정제유의 잔부로부터 비교적 메탈 농도(V+Ni)가 낮고, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용의 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하다.

또한, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용의 원료로서의 중간 석유 제품에 있어서는, 가스 터빈 연료 등에 비해 메탈에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 가스터빈 연료와 유동접촉용 혹은 수소화 분해용 원료를 함께 생산하는 것에 의해, 용제 제거 공정에 의한 탈아스팔트유의 수득율을 높이는 것이 가능하고, 이것에 의해 대기압 잔유로부터의 아스팔트(역청)의 부생량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제2 태양에 따른 석유 정제 방법은, 원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과, 증류 분리 공정에서 얻어진 유출유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리하고, 탈류하는 것에 의해 탈류 정제유를 얻는 수소화 정제 공정과, 상기 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 공정과, 상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과, 상기 HDMS 정제유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과, 상기 감압 경유의 적어도 일부와 상기 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제2 혼합 공정을 포함한다.

이 방법에 의하면, 제2 혼합 공정에서 감압 경유의 적어도 일부와 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 이것에 의해 예를 들어 가스 터빈 연료 등의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮아진 석유 제품을 얻는 것이 가능하다. 또한 감압 경유의 잔부 및 감압 처리하여 얻어진 감압 잔유, 특히 HDMS 정제유로부터도, 비교적 메탈 농도(V+Ni)가 낮고, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하다.

또한, 특히 감압 증류 분리 공정에 의해, HDMS 정제유를 감압 증류 처리하여 증류성상의 비점 범위로부터 메탈 부분과 잔류 탄소 부분이 적은 감압 경유와 감압 잔유로 분리되도록 하였기 때문에, HDMS 정제유 그 자체의 바나듐 농도 및 메탈 농도를 비교적 높은 농도까지 허용하는 것이 가능하고, 이것에 의해 용제 제거 공정에 의한 탈아스팔트유의 수득률을 높이는 것이 가능하며, 따라서 대기압 잔유로부터의 아스팔트(역청)의 부생량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제3 태양에 따른 석유 정제 방법은, 원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과, 증류 분리 공정에서 얻어진 유출유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리하고, 탈류하는 것에 의해 탈류 정제유를 얻는 수소화정제 공정과, 상기 잔유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과, 상기 감압 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과, 상기 감압 경유와 탈아스팔트유를 혼합하고, 이 혼합유를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과, 상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제3 혼합 공정을 포함한다.

이 방법에 의하면, 제3 혼합 공정에서 HDMS 정제유의 일부와 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 얻어진 혼합유의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮아지는 것에 의해, 가스 터빈 연료로서의 석유 제품을 얻는 것이 가능하다. 또한, 감압 경유와 탈아스팔트유의 혼합액을 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하여 얻어진 HDMS 정제유의 잔부로부터도, 메탈 농도(V+Ni)가 낮고, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하다.

또한, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품에 관하여는, 가스 터빈 연료 등에 비해 메탄에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 가스 터빈 연료와 유동접촉 혹은 수소화 분해용 원료를 함께 생산하는 것에 의해 용제 제거 공정에 의한 탈아스팔트유의 수득률을 높이는 것이 가능하며, 따라서 감압 잔유로부터의 아스팔트(역청)의 부생량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, API도가 20 이하인 중유에 본 발명을 적용한 경우, 상품 가치가 낮은 역청을 다량으로 부생하여 온 종래 기술에 비해, 역청의 생성량을 저감하는 것이 가능하고, 부가가치가 높은 다양한 석유 제품의 회수율이 높아지며, 생산성이 대폭 향상한다.

본 발명의 제4 태양에 따른 석유 정제 방법은, 저유황 농도의 원료유를 대상으로 하여, 원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법에 있어서, 원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과, 증류 분리 공정에서 얻어진 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과, 상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과, 상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 유출유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제4 혼합 공정을 포함한다.

이 방법에 의하면, 제4 혼합 공정에서 HDMS 정제유의 일부와 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 이것에 의해 예를 들어 가스 터빈 연료 등의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮은 석유 제품을 얻는 것이 가능하고, HDMS 정제유의 잔부로부터도 비교적 메탈 농도(V+Ni)가 낮고, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하다.

또한, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품에 관하여는, 가스 터빈 연료 등에 비해 메탄에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 가스 터빈 연료와 유동 접촉 혹은 수소화 분해용 원료를 함께 생산하는 것에 의해 용제 제거 공정에 의한 탈아스팔트유의 수득률을 높이는 것이 가능하며, 따라서 대기압 잔유로부터의 아스팔트(역청)의 부생량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제5 태양에 따른 석유 정제 방법은, 원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과, 증류 분리 공정에서 얻어진 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는용제 제거 처리 공정과, 상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과, 상기 HDMS 정제유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과, 상기 감압 경유의 적어도 일부와 상기 유출유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제5 혼합 공정을 포함한다.

이 방법에 의하면, 제5 혼합 공정에서 감압 경유의 적어도 일부와 유출유의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 이것에 의해 예를 들면 가스 터빈 연료 등의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮은 석유 제품을 얻는 것이 가능하다. 또한, 감압 경유의 잔부와 감압 증류 처리하여 얻어진 감압 잔유, 특히 HDMS 정제유의 잔부로부터도, 비교적 메탈 농도(V+Ni)가 낮고, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하다.

또한, 특히 감압 증류 분리 공정에 의해, HDMS 정제유를 감압 증류 처리하여 증류성상의 비점으로부터 메탈 부분과 잔류 탄소 부분이 적은 감압 경유와 감압 잔유로 분리되도록 하기 때문에, HDMS 그 자체의 바나듐 농도 및 메탄 농도를 비교적 높은 농도까지 허용하는 것이 가능하며, 따라서 대기압 잔유로부터의 아스팔트(역청)의 부생량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제6 태양에 따른 석유 정제 방법은, 원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과, 증류 분리 공정에서 얻어진 잔유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과, 상기 감압 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과, 상기 감압 경유와 탈아스팔트유를 혼합하고, 이 혼합유를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과, 상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 유출유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제6 혼합 공정을 포함한다.

이 방법에 의하면, 제6 혼합 공정에서 HDMS 정제유의 일부와 유출유의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 얻어진 혼합유의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮아지게 되고, 가스 터빈 연료로서의 석유 제품을 얻는 것이 가능하다. 또한, 감압 경유와 탈아스팔트유의 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하여 얻어진 HDMS 정제유의 잔부로부터도, 메탈 농도(V+Ni)가 낮은, 유동 접촉 분해 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하다.

또한, 유황 농도가 2.0 wt% 이하인 저유황 원유에, 상기 제4 ~ 제6태양의 방법을 적용한 경우, 상품 가치가 낮은 역청을 다량으로 부생하여 온 종래 기술에 비해, 역청의 생성량을 저감하는 것이 가능하게 되고, 부가가치가 높은 다양한 석유 제품의 회수율이 높아지게 되며, 생산성이 대폭적으로 향상된다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 석유 정제 방법의 바람직한 실시예에 관하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하의 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 이들 실시예의 구성 요소와 유사한 것을 적절히 조합하여도 좋다.

[제1 실시예]

도1은 본 발명의 석유 정제 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 처리 플로우 도이며, 특히 원료유로서 중유를 이용하고, 이들로부터 가스 터빈 연료(GTF)와 유동 접촉 분해용(FCC) 연료 혹은 수소화 분해용(HCR) 연료를 함께 생산하는 경우의 처리 플로우를 도시한 것이다.

처리 대상이 되는 원료유는, 특별히 제한되지 않고, 원유로부터 중유까지의탄화수소유에 적용가능하나, 오리노코 타르(Orinoco tar) 등의 중유, 특히 API도가 20 이하인 중유에 적용한 경우에 부가가치가 높은 석유 제품의 수득율이 현저히 향상되는 예에 대하여 설명한다.

API도는, 원유를 물리적 성상으로 분류하는 지표이며, 아래의 식과 같이 그 비중에 의해 도출되는 수식이다. S는 화씨 60˚에서의 비중을 나타낸다.

API = (141.5 / S) - 131.5

본 실시예의 방법에서는 이와 같은 중유를 원료유로 하여, 먼저, 원료유를 증류 분리 공정1로 보내고, 종래와 유사한 증류 처리를 하는 것에 의해 저비점유로 이루어지는 유출유M1과, 이보다 높은 비점의 잔유M2로 분리된다. 증류 처리를 행하는 장치로서는, 일반적으로 대기압 증류 장치인 토퍼(topper)가 바람직하게 사용될 수 있으나, 증류 분리 수단이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 유출유를 구분하는 것이 없이 일괄하여 증류 회수하는 것도 바람직하며, 유출유를 비점에서 다수로 구분하여 회수하는 것도 바람직하다. 다수로 구분하여 회수하는 경우, 얻어진 유출유가 석유 성분의 사양을 만족시키면, 다음 공정인 수소화 공정2를 화살표11로 나타낸 것과 같이 바이패스하여 생략하는 것도 가능하다.

다음, 증류 분리 공정1에서 얻어진 유출유M1의 적어도 일부를 수소화 정제 공정(HT 공정)2로 보내고, 수소와 촉매의 존재 하에 수소화 정제 처리하며, 탈류하는 것에 의해, 수소화 정제유M3, M3'을 얻는 것이다.

유출유M1의 수소화 정제 처리로서는, 유출유M1에 수소 가스를 혼합하고, CoMo 촉매 혹은 NiMo 촉매를 충전한 반응기에 도입하며, 고압 수소의 조건하에 유출유M1 중에 포함되어 있는 유황분, 질소분을 수소화 탈류, 탈질소 한 후, 고압 분리기에서 수소 가스를 분리하여 수소화 정제유M3, M3'을 얻는다.

수소화 정제 공정2와는 별도로, 증류 분리 공정1에서 얻어진 잔유M2를 용제 제거 공정(SDA 공정)3으로 보내어, 용제 제거 처리하는 것에 의해, 추출액으로서의 탈아스팔트유(DAO)M4와 아스팔트(역청)M5를 얻는다.

이 용제 제거 처리로서는, 우선, 잔유M2를, 용제 추출 탑에서 용제와 역류 접촉시키는 것에 의해, 탈아스팔트유는, 메탈 및 잔유 탄소가 농축되어 있는 아스팔트(역청)으로 분리된다. 탈아스팔트유와 탑 꼭대기 부분으로부터 용제와 함께 회수하고, 회수물 중의 용제를 초임계상태에서 분리 제거하는 것에 의해 얻어진다. 아스팔트(역청)는, 탑 저부로부터 용제와 함께 회수하고, 회수물 중의 용제는 증발시켜 제거한다.

일반적으로, 용제 제거 공정은, 공급 원료유에 대한 추출율인 아스팔트유 중에 함유된 유황, 바나듐, 질소, 잔유 탄소 등의 추출율이 각 성분에 따라 다르다는 것이 알려져 있다. 본 발명에서는, 중유를 증류 분리하여 얻어진 잔유를 원료로 하는 경우, 원료유 중의 바나듐 농도에 대한 탈아스팔트유 중의 바나듐 농도를, 바나듐 추출율로서, 원료유가 대기압 증류 잔유인 경우에는 20% 이하, 감압 증류 잔유인 경우에는 15% 이하로 하는 것이 바람직하다. 각각에 있어서 추출율의 하한은 특정되지 않고, 공급되는 원료유의 종류, 바나듐 농도 등에 의해 적당한 범위를 선택할 수 있다. 또한, 유황 농도가 2.0 wt% 이하인 저유황원료유를 증류 분리하여 얻어진 잔유를 원료로 하는 경우, 탈아스팔트유 중의 바나듐 농도를, 대기압 증류잔유의 경우에는 25 wt ppm 이하, 감압 증류 잔유의 경우에는 70 wt ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 각각의 경우에 있어서, 용제 제거 공정 후단의 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정에 큰 부하를 거는 일이 없이, 용제 제거 공정의 추출율을 최대한으로 하여 효율적으로 정제유를 얻는 것이 가능하다.

용제 제거 공정3 부터 후단의 정제 공정이 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4뿐인 경우, 용제 제거 공정3은, 공급 원료인 잔유M2 중의 바나듐(V)에 대하여 얻어진 탈아스팔트유M4 중의 바나듐의 추출율이 20% 이하가 되도록 추출율을 제어하는 것이 바람직하다.

용제 제거 공정3에 의해 얻어진 탈아스팔트유M4의 적어도 일부를, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정(HDMS 공정)4로 보내고, 수소 및 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유M6을 얻는다. 이 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리에 관하여는, 전술한 수소화 정제 처리(수소화 정제 공정2)와 기본적으로 같기 때문에, 설명을 생략한다.

이와 같은 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리에 의해 얻어진 HDMS 정제유M6에 관하여는, 그 바나듐(V) 농도를 2 wt ppm 이하, 바람직하게는 1 wt ppm 이하로 함과 동시에, 그 유황 농도를 0.5 wt% 이하, 바람직하게는 0.3 wt% 이하가 되도록, 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하는 것이 바람직하다.

특히, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4에서 얻어진 HDMS 정제유M6의 일부와, 수소화 정제 공정2에서 얻어진 수소화 정제유M3의 적어도 일부를, 제1 혼합 공정5로 보내어 혼합하고, 석유 제품을 얻는다.

이러한 제1 혼합 공정5에서 얻어진 석유 제품을 가스 터빈 연료(GTF)로 하는 경우에는, 그 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정한다. 그 경우, 예를 들면 HDMS 정제유M6의 V 농도가 1 wt ppm 인 것으로 하면, 수소화 정제유M3의 V 농도를 0 wt ppm 으로 하고, HDMS 정제유M6과 수소화 정제유M3와의 용량 비를 1 : 1 혹은 그 이하로(즉, HDMS 정제유M6을 적게) 혼합한다.

또한, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4에서 얻어진 HDMS 정제유M6 중에서, 제1 혼합 공정5에 제공되지 않는 잔부에 관하여는, 이를 유동 접촉 분해용(FCC)의 원료 혹은 수소화 분해용(HCR)의 원료로 하고, 중간 석유 제품으로 사용한다. 특히, 수소화 정제유M3 중에서, 제1 혼합 공정5에 제공되지 않은 잔부에 관하여는, 이를 나프타, 가솔린, 등경유 등의 석유 제품M3'로 하는 것이 가능하다.

이러한 석유 정제 방법에 따르면, HDMS 정제유M6의 일부에 수소화 정제유M3의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 이에 의해 예를 들어 가스 터빈 연료 등의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮아진 석유 제품을 얻는 것이 가능하고, 또한, HDMS 정제유M6의 잔부로부터 비교적 메탈 농도(V+Ni)가 낮은, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용 원료(HCR)로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하게 되며, 부가가치가 높은 다양한 석유 제품을 효율적으로 함께 생산하는 것이 가능하게 된다.

또한, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용 원료(HCR)로서의 중간 석유 제품에 관하여는, 가스 터빈 연료(GTF) 등에 비해 메탈에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 수소화 탈메탈ㆍ탈류의 부하를 수반하지 않으며, 용제 제거 공정3에 의한 탈아스팔트유M4의 수득율을 높이는 것이 가능하고, 이것에 의해 잔유M2로부터의 아스팔트(역청)M5의 부생량을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 도1에 도시한 처리 플로우에서, 용제 제거 공정3에서 얻어진 탈아스팔트유M4의 메탈 농도, 유황 농도가 비교적 낮고, 메탈 농도, 유황 농도가 특히 낮은 HDMS 정제유의 일부와 혼합하여, 유동 접촉 분해용(FCC) 및 수소화 분해용(HCR)의 원료 성상을 만족하는 경우에는, 그 일부를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4로 보내지 않고, 도1 중 부호12로 나타낸 바이패스를 통하여 HDMS 정제유M6의 일부와 혼합하여, 유동 접촉 분해용(FCC) 원료, 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 석유 제품으로 하여도 좋다.

[제2 실시예]

도2는, 본 발명의 석유 정제 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 처리 플로우이며, 이 방법에서는, 도1에서 도시한 제1 실시예와 유사하게, 원료유로부터 가스 터빈 연료(GTF)와, 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료를, 함께 생산한다.

제2 실시예가, 도1에 도시한 제1 실시예와 주로 다른 점은, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4의 후단에, 얻어진 HDMS 정제유M6을 감압 증류 처리하여 감압 경유M7과 감압 잔유M8로 분리하는 감압 증류 분리 공정6을 설계한 점이다. 즉, 도2에 도시한 석유 정제 방법에서는, 도1에 도시한 예와 유사하게 하여 얻어진 HDMS 정제유M6를, 감압 증류 분리 공정6으로 보내어 감압 증류 처리한다.

이 감압 증류 처리에서는, HDMS 정제유M6을 감압 증류 탑으로 도입하여 증류를 행하고, HDMS 정제유M6 중의 저비점 성분과 고비점 성분을 분리하고, 탑 꼭대기 부분으로부터 저비점의 감압 경유M7을, 또한 탑 저부로부터 고비점의 감압 잔유M8을 각각 얻는다.

이와 같은 감압 증류 처리를 행하기 때문에, 본 예에서는 상기 용제 제거 처리에 의해 얻어진 탈아스팔트유M4에 관하여, 공급 원료인 잔유M2 중의 바나듐(V)에 대하여 얻어진 탈아스팔트유M4 중의 바나듐의 추출율을 30% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후단의 수소화 탈메탈 및 탈류 처리에 큰 부담을 주지 않고, 석유 제품의 회수율을 높이는 것이 가능하게 된다.

또한, 이와 같은 탈아스팔트유M4를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하는 것에 의해 얻어진 HDMS 정제유M6에 관하여는, 그 바나듐(V) 농도를 20 wt ppm 이하, 바람직하게는 10 wt ppm 이하가 되도록 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하는 것과 함께, 유황 농도를 0.5 wt % 이하, 바람직하게는 0.3 wt % 이하로 하는 것이 바람직하다.

특히, 이러한 HDMS 정제유M6을 감압 증류 처리하는 것에 의해 얻어진 감압 경유에 관하여는, 그 바나듐 농도를 1 wt ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이러한 공정 후, 감압 증류 분리 공정6에서 얻어진 감압 경유M7의 적어도 일부와, 수소화 정제 공정2에서 얻어진 수소화 정제유M3의 적어도 일부를, 제2 혼합 공정7로 보내어 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는다.

제2 혼합 공정7에서 얻어진 석유 제품을 가스 터빈 연료(GTF)로 하는 경우에는, 도1에 도시한 예와 유사하게, 그 바나듐(V) 농도를 0.5 wt ppm 이하로 한다.그 경우에, 앞선 예와 유사하게 감압 경유M7의 V농도에 의해 혼합비를 적절하게 조정한다. 또한, 감압경유M7의 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하인 경우에는, 여기에 수소화 정제유M3을 가하지 않고, 그대로 가스 터빈 연료(GTF)로 하여도 좋다.

감압경유M7의 잔부와 감압 증류 처리하여 얻어진 감압 잔유M8, 특히 HDMS 정제유M6을 감압 증류 처리하여 증류 성상의 비점 범위로부터 메탈 및 잔류 탄소를 대부분 함유하지 않는 감압경유M7과 감압 잔유M8로 분리하도록 하기 때문에, HDMS 정제유M6 그 자체의 바나듐 농도, 메탈 농도 및 잔류 탄소를 비교적 높은 농도까지 허용하는 것이 가능하고, 이것에 의해 용제 제거 공정3에 의한 탈아스팔트유M4의 수득율을 높이는 것이 가능하며, 따라서 잔유M2로부터의 아스팔트(역청)M5의 부생량을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 용제 제거 공정3에서 얻어진 탈아스팔트유M4에 관하여도, 이것의 바나듐(V) 농도 등이 충분히 낮은 경우에는, 그 일부를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4로 보내지 않고, 바이패스12로 도입하며, 감압 증류 분리 공정6으로부터의 감압 잔유M8과 혼합하여 유동 접촉 분해용(FCC), 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 제품으로 하여도 좋고, 또한, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4에서 얻어진 HDMS 정제유M6에 관하여도, 바이패스12로 도입하여, 감압 증류 분리 공정6으로부터의 감압 잔유M8과 혼합하여 유동 접촉 분해용(HCC), 수소화 분해용 원료(HCR)로서의 중간 석유 제품으로 하여도 좋다.

[제3 실시예]

도3은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 처리 플로우이며, 이 방법에서는, 도1에 도시한 예와 유사하게, 원료유로부터 가스 터빈 연료(GTF)와, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료를 함께 생산한다.

제3 실시예가 도1에 도시한 제1 실시예와 주로 다른 부분은, 증류 분리 공정1 후에, 얻어진 잔유M2를 감압 증류 처리하여 감압 경유M11과 감압 잔유M12로 분리하는 감압 증류 분리 공정20과, 얻어진 감압 잔유M12를 용제 제거 처리하고, 탈아스팔트유M13과 아스팔트(역청)M14로 분리하는 용제 제거 처리 공정21과, 얻어진 탈아스팔트유M13과 감압 경유M11과의 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하여 HDMS 정제유M15를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22를 설계한 점이다.

즉, 도3에 도시한 석유 정제 방법에서는, 도1에 도시한 예와 유사하게 처리하여 얻어진 잔유M2를, 감압 증류 분리 공정20으로 보내어 감압 증류 처리한다.

이러한 감압 증류 분리 처리에서는, 잔유M2를 감압 증류탑으로 보내어 증류를 하고, 잔유M2 중의 저비점 부분과 고비점 부분으로 분리하고, 탑 꼭대기 부분으로부터 저비점 성분의 감압 경유M11을, 탑 저부로부터 고비점의 감압 잔유M12를 각각 얻는다.

감압 증류 분리 공정20 후에, 얻어진 감압 잔유M12를 용제 제거 처리 공정21로 보내고, 탈아스팔트유M13과 아스팔트유(역청) M14로 분리한다. 이 용제 제거 처리 공정에 관하여는, 도1, 도2에 도시한 예와 유사하나, 메탈 및 잔류 탄소, 유황 부분이 잔유M2 보다 농축되어 있기 때문에, 감압 잔유의 용제 제거 처리 공정에 의해 얻어진 탈아스팔트유M13에 관하여, 바나듐(V)의 추출율의 희망하는 상한 치는낮아지게 되고, 추출율을 15%가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.

이어서, 이와 같이 얻어진 탈아스팔트유M13과 상기 감압 경유M11을 혼합하고, 이 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하는 것에 의해, HDMS 정제유M15를 얻는다. 얻어진 HDMS 정제유M15에 관하여는, 그 바나듐(V) 농도를 2 wt ppm 이하, 바람직하게는 1 wt ppm 이하로 함과 동시에, 그 유황 농도를 0.5 wt ppm, 바람직하게는 0.3 wt ppm 이하가 되도록 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하는 것이 바람직하다.

그 후, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22에서 얻어진 HDMS 정제유 M15의 일부와, 수소화 정제 공정2에서 얻어진 수소화 정제유M3의 적어도 일부를, 제3 혼합 공정23으로 보내어 혼합하고, 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하인 석유 제품의 하나로서 가스 터빈 연료(GTF)를 얻는다.

수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22에서 얻어진 HDMS 정제유M15 중에서, 제3 혼합 공정23으로 제공되지 않는 잔부에 관하여는, 이를 유동 접촉 분해용(FCC)의 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 하여, 중간 석유 제품으로 하는 것이 가능하다.

탈아스팔트유M13과 감압 경유M11은, 각각 함유하는 메탈 부분, 잔류 탄소, 유황 부분의 농도가 크게 다르고, 반응 조건, 특히 수소 분압에서 큰 차이가 있는 경우에는, 이들을 혼합함이 없이, 별도의 반응기에서 각각 최적의 조건으로 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 그 후, 혼합 혹은 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리한 감압 경유M11의 적어도 일부와 수소화 정제유M3의 적어도 일부를 혼합하고, 그 바나듐(V) 농도를 0.5 wt ppm 이하인 가스 터빈 연료(GTF)를 얻는 것도 가능하다.

이러한 석유 정제 방법에 따르면, 제3 혼합 공정23에서 HDMS 정제유M15의 일부와 수소화 정제유M3의 적어도 일부를 혼합하도록 하였기 때문에, 얻어진 혼합유의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮게 되고, 석유 제품의 하나로서의 가스 터빈 연료를 얻는 것이 가능하다. 또한, 감압 경유M11과 탈아스팔트유M13의 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하여 얻어진 HDMS 정제유M15의 잔부로부터도, 메탈 농도(V+Ni)가 낮은, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하고, 부가 가치가 높은 다양한 석유 제품을 효율적으로 함께 생산하는 것이 가능하다.

유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 석유 제품에 관하여는, 가스 터빈 연료 등에 비해 메탈에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 가스 터빈 연료(GTF)와 유동 접촉용 혹은 수소화 분해용 원료를 함께 생산하는 것에 의해 용제 제거 처리 공정21에 따른 탈아스팔트유M13의 수득율을 높이는 것이 가능하고, 이것에 의해 감압 잔유M12로부터의 아스팔트(역청)M14의 부생량을 억제하는 것이 가능하다.

다음으로, 저유황 원유를 원료유로 한 경우에 적합한 제4 실시예 ~ 제6 실시예를 설명하기로 한다. 본 명세서에서의 저유황원유로는, 아라비안라이트, 이라니안라이트, 이라니안헤비, 말반(Marban), 및 유황 농도가 이들과 동등하거나 낮은 원유를 포함하는, 구체적으로는, 유황 농도가 2.0 wt% 인 원유를 가리킨다.

이하의 실시예에서는, 저유황 원유를 사용하기 때문에, 중유를 대상으로 한 제1 실시예에 비하여, 수소화 정제 공정(HT 공정)2가 생략되어 있다. 이 이외의 점은, 기본적으로 제1 실시예와 유사한 처리를 한다. 이하, 제1 실시예와 동일한공정에 대하여는, 제1 실시예 중의 부호의 말단에 A를 붙여서 설명하기로 한다.

[제4 실시예]

도4는, 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 플로우이다. 이 제4 실시예에서는, 상기 저유황원유를 원료유로 하여 우선, 원료유를 증류 분리 공정1A로 보내고, 종래와 유사한 증류 처리를 행하고, 저비점유로 이루어진 유출유M1A와, 이보다 고비점의 잔유M2A로 분리한다. 장치는 제1 실시예와 유사한 것이 이용될 수 있다.

증류 분리 공정1A에서 얻어진 유출유M1A는, 플래셔(flasher)30에 의해, 유출유M3A와, M3A'로 분리된다.

증류 분리 공정1A에서 얻어진 잔유M2A를 용제 제거 처리 공정(SDA 공정)3A로 보내, 용제 제거 처리하는 것에 의해, 추출액으로서의 탈아스팔트유(DAO)M4A와 아스팔트(역청)M5A를 얻는다.

이 용제 제거 처리로서는, 우선, 잔유M2A를, 용제 추출 탑에서 용제와 역류 접촉시키는 것에 의해, 탈아스팔트유와, 메탈 및 잔류 탄소가 농축되어 있는 아스팔트(역청)로 분리한다. 탈아스팔트유는 탑 꼭대기 부분으로부터 용제와 함께 회수하고, 회수물 중의 용제를 초임계상태에서 분리 제거하는 것에 의해 얻는다. 아스팔트(역청)는 탑 저부로부터 용제와 함께 회수하고, 회수물 중의 용제는 증발시켜 제거한다.

용제 제거 처리 공정3A부터 후단의 정제 공정이 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A뿐인 경우, 탈아스팔트유M4A의 바나듐(V) 농도가 25 wt ppm 이하가 되도록, 용제제거 처리의 추출율을 제어하는 것이 바람직하다.

용제 제거 처리 공정3A에 의해 얻어진 탈아스팔트유M4A의 적어도 일부를, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정(HDMS 공정)4A로 보내고, 수소 및 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유M6A를 얻는다. 이 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리는, 중유를 대상으로 한 상기의 수소화 정제 처리(수소화 정제 공정2)과 기본적으로 유사하기 때문에, 설명을 생략하기로 한다.

수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리 조건은, 얻어진 HDMS 정제유M6에 관하여, 그 바나듐(V) 농도를 2 wt ppm 이하, 바람직하게는 1 wt ppm 이하로 함과 동시에, HDMS 정제유M6A의 유황 농도를 0.5 wt% 이하, 바람직하게는 0.3 wt% 이하가 되도록, 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하는 것이 바람직하다.

수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A에서 얻어진 HDMS 정제유M6A의 일부와, 유출유M3A의 적어도 일부를, 제4 혼합 공정5A로 보내어 혼합하고, 석유 제품을 얻는다.

이러한 제4 혼합 공정5A에서 얻어진 석유 제품을 가스 터빈 연료(GTF)로 하는 경우에는, 그 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정한다. 예를 들면, HDMS 정제유M6A의 V 농도가 1 wt ppm 이고, 유출유M3A의 V 농도를 0 wt ppm 으로 하면, HDMS 정제유M6A와 유출유M3A와의 용량 비를 1 : 1 혹은 그 이하로(즉, HDMS 정제유M6A를 적게) 설정하여 혼합한다.

수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A에서 얻어진 HDMS 정제유M6A 중에서, 제4 혼합 공정5A에 제공되지 않는 잔부에 관하여는, 이를 유동 접촉 분해용(FCC)의 원료 혹은 수소화 분해용(HCR)의 원료인, 중간 석유 제품으로 한다. 특히, 수소화 정제유M3A 중에서, 제1 혼합 공정5A에 제공되지 않은 잔부에 관하여는, 이를 나프타, 가솔린, 등경유 등의 석유 제품M3A'로 하는 것이 가능하다.

이러한 석유 정제 방법에 따르면, HDMS 정제유M6A의 일부에 수소화 정제유M3A의 적어도 일부를 혼합하기 때문에, 이에 의해 예를 들어 가스 터빈 연료 등의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮은 석유 제품을 얻는 것이 가능하고, 또한, HDMS 정제유M6A의 잔부로부터 비교적 메탈 농도(V+Ni)가 낮은, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용 원료(HCR)로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하게 되며, 부가 가치가 높은 다양한 석유 제품을 효율적으로 함께 생산하는 것이 가능하게 된다.

또한, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용 원료(HCR)로서의 중간 석유 제품에 관하여는, 가스 터빈 연료(GTF) 등에 비해 메탈에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 수소화 탈메탈ㆍ탈류의 부하를 수반하지 않으며, 용제 제거 공정3A에 의한 탈아스팔트유M4A의 수득율을 높이는 것이 가능하고, 이것에 의해 잔유M2A로부터의 아스팔트(역청)M5A의 부생량을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 도4에 도시한 처리 플로우에서, 용제 제거 공정3A에서 얻어진 탈아스팔트유M4A의 메탈 농도, 유황 농도가 비교적 낮고, 메탈 농도, 유황 농도가 특히 낮은 HDMS 정제유의 일부와 혼합하여, 유동 접촉 분해용(FCC) 및 수소화 분해용(HCR)의 원료 성상을 만족하는 경우에는, 그 일부를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A로 보내지 않고, 도4 중 부호12A로 나타낸 바이패스를 통하여 HDMS 정제유M6A의 일부와 혼합하여, 유동 접촉 분해용(FCC) 원료, 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 석유 제품으로 하여도 좋다.

[제5 실시예]

도5는 본 발명의 제5 실시예를 설명하는 처리 플로우이며, 도4에 도시한 예와 유사하게, 원료유로부터 가스 터빈 연료(GTF)와, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료를 함께 생산하는 경우의 처리 플로우를 도시한 것이다.

본 실시예가 도4에 도시한 실시예와 주로 다른 부분은, 상기 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A의 후단에, 얻어진 HDMS 정제유M6A를 감압 증류 처리하여 감압 경유M7A와 감압 잔유M8A로 분리하는 감압 증류 분리 공정6A를 설계한 점이다.

즉, 도5에 도시한 석유 정제 방법에서는, 도4에 도시한 예와 유사하게 하여 얻어진 HDMS 정제유M6A를, 감압 증류 분리 공정6A로 보내어 감압 증류 처리한다.

이러한 감압 증류 분리 처리에서는, HDMS 정제유M6A를 감압 증류탑으로 보내어 증류를 하고, HDMS 정제유M6A 중의 저비점 부분과 고비점 부분으로 분리하고, 탑 꼭대기 부분으로부터 저비점의 감압 경유M7A를, 또한 탑 저부로부터 고비점의 감압 잔유M8A를 각각 얻도록 한다.

이러한 감압 증류 처리를 행하였기 때문에, 본 실시예에서는, 상기 용제 제거 처리에 의해 얻어진 탈아스팔트유M4A에 관하여, 그 바나듐(V) 농도의 바람직한 상한치를 예를 들면, 50 ppm이 되도록 추출율을 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 추출율을 크게 하는 것이 가능하고, 석유 제품의 회수율을 높이는 것이 가능하다.

또한, 이와 같은 탈아스팔트유M4A를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하는 것에 의해 얻어진 HDMS 정제유M6A에 관해서는, 그 바나듐(V) 농도를 20 wt ppm 이하, 바람직하게는 10 wt ppm 이하가 되도록 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택함과 동시에, 유황 농도를 0.5 wt % 이하, 바람직하게는 0.3 wt % 이하로 하는 것이 바람직하다.

특히, 이러한 HDMS 정제유 M6A를 감압 증류 처리하는 것에 의해 얻어진 감압 경유에 관하여는, 그 바나듐(V) 농도를 1 wt ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이러한 공정 후에, 감압 증류 분리 공정6A에서 얻어진 감압 경유M7A의 적어도 일부와, 유출유M3A를 제5 혼합 공정7A로 보내어 혼합하고, 석유 제품의 하나를 얻는다.

이러한 제5 혼합 공정7A에서 얻어진 석유 제품을 가스 터빈 연료(GTF)로 하는 경우에는, 도4에 도시한 예와 유사하게, 그 바나듐(V) 농도를 0.5 wt ppm 이하로 한다. 그 경우에, 앞의 실시예와 유사하게 감압 경유M7A의 V 농도에 의해 혼합비를 적절하게 조정한다. 또한, 감압 경유M7A의 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하인 경우에는, 여기에 유출유M3A를 가하지 않고, 그 자체로 가스 터빈 연료(GTF)로 하여도 좋다.

또한, 감압 경유M7A의 잔부와 감압 증류 처리하여 얻어진 감압 잔유M8A, 특히 HDMS 정제유M6A 중 감압 증류 분리 공정6A에 제공되지 않은 잔부에 관하여는, 이들을 단독으로 혹은 적절히 혼합하는 것에 의해, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 하고, 중간 석유 제품을 얻는다.

이러한 석유 정제 방법에 따르면, 감압 증류 분리 공정6A에 의해, HDMS 정제유M6A를 감압 증류 처리하여 증류 성상의 비점으로부터 메탈 및 잔류 탄소를 대부분 포함하지 않는 감압 경유M7A와 감압 잔유M8A로 분리하도록 하였기 때문에, HDMS 정제유M6A 그 자체의 바나듐 농도, 메탈 농도 및 잔부 탄소를 비교적 높은 농도까지 허용하는 것이 가능하고, 이것에 의해 용제 제거 공정3A에 의한 탈아스팔트유M4A의 수득율을 높이는 것이 가능하므로, 잔유M2A로부터의 아스팔트(역청)M5A의 부생량을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 용제 제거 공정3A에서 얻어진 탈아스팔트유M4A에 관하여도, 이것의 바나듐(V) 농도 등이 충분히 낮은 경우에는, 그 일부를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A로 보내지 않고, 바이패스12A로 보내서, 감압 증류 분리 공정6A로부터의 감압 잔유M8A와 혼합하여 유동 접촉 분해용(FCC), 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 석유 제품으로 하여도 좋고, 또한, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A에서 얻어진 HDMS 정제유M6A에 관하여도, 바이패스12A로 도입하고, 감압 증류 분리 공정6A로부터의 감압 잔유M8A와 혼합하여 유동 접촉 분해용(FCC), 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 석유 제품으로 하여도 좋다.

[제6 실시예]

도6은 본 발명의 석유 정제 방법에 따른 제6 실시예를 설명하기 위한 도이며, 도4에 도시한 예와 유사하게, 원료유로부터 가스 터빈 연료(GTF)와, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료를 함께 생산하는 경우의 처리 플로우를 도시한 것이다.

본 실시예가 도4에 도시한 실시예와 주로 다른 부분은, 상기 증류 분리 공정1A 후에, 얻어진 잔유M2A를 감압 증류 처리하여 감압 경유M11A와 감압 잔유M12 A로 분리하는 감압 증류 분리 공정20A와, 얻어진 감압 잔유M12A를 용제 제거 처리하고, 탈아스팔트유M13A와 아스팔트(역청)M14A로 분리하는 용제 제거 처리 공정21A와, 얻어진 탈아스팔트유M13A와 감압 경유M11A와의 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하여 HDMS 정제유M15A를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22A를 설계한 점이다.

즉, 도6에 도시한 석유 정제 방법에서는, 도4에 도시한 예와 유사하게 하여 얻어진 잔유M2A를, 감압 증류 분리 공정20A로 보내어 감압 증류 처리한다.

이러한 감압 증류 분리 처리에서는, 잔유M2A를 감압 증류탑으로 보내어 증류를 하고, 잔유M2A 중의 저비점 부분과 고비점 부분으로 분리하고, 탑 꼭대기 부분으로부터 저비점 성분의 감압 경유M11A를, 또한 탑 저부로부터 고비점의 감압 잔유M12A를 각각 얻는다.

이러한 감압 증류 분리 공정20A 후에, 얻어진 감압 잔유M12A를 용제 제거 처리 공정21A로 보내고, 탈아스팔트유M13A와 아스팔트유(역청) M14A로 분리한다. 이 용제 제거 처리에 관하여는, 도4, 도5에 도시한 예와 유사하나, 메탈 및 잔류 탄소, 유황 부분이 잔유M2A 보다 농축되어 있기 때문에, 감압 잔유의 용제 제거 처리 에 의해 얻어진 탈아스팔트유M13A에 관하여, 그 바나듐(V) 농도의 희망하는 상한치는 높아지게 되며, 예를 들면 70 wt ppm 이 되도록 추출율을 제어한다.

이어서, 이와 같이 얻어진 탈아스팔트유M13A와 상기 감압 경유M11A를 혼합하고, 이 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하는 것에 의해, HDMS 정제유M15A를 얻는다. 얻어진 HDMS 정제유M15A에 관하여는, 그 바나듐(V) 농도를 2 wt ppm 이하, 바람직하게는 1 wt ppm 이하로 함과 동시에, 그 유황 농도를 0.5 wt ppm, 바람직하게는 0.3 wt ppm 이하가 되도록 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하는 것이 바람직하다.

그 후, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22A에서 얻어진 HDMS 정제유 M15A의 일부와, 유출유M3A를, 제6 혼합 공정23A로 보내어 혼합하고, 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하인 석유 제품의 하나로서 가스 터빈 연료(GTF)를 얻는다.

또한, 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22A에서 얻어진 HDMS 정제유M15A 중에서, 제6 혼합 공정23A로 제공되지 않는 잔부에 관하여는, 이를 유동 접촉 분해용(FCC)의 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 하여, 중간 석유 제품으로 하는 것이 가능하다.

탈아스팔트유M13A와 감압 잔유M11A는, 각각 함유하는 메탈 부분, 잔류 탄소, 유황 부분의 농도가 크게 다르고, 반응 조건, 특히 수소 분압에서 큰 차이가 있는 경우에는, 이들을 혼합함이 없이, 별도의 반응기에서 각각 최적의 조건으로 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 그 후, 혼합 혹은 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리한 감압 경유M11A의 적어도 일부와 수소화 정제유M3A의 적어도 일부를 혼합하고, 그 바나듐(V) 농도를 0.5 wt ppm 이하인 가스 터빈 연료(GTF)를 얻는 것도 가능하다.

이러한 석유 정제 방법에 따르면, 제6 혼합 공정23A에서 HDMS 정제유M15A의 일부와 유출유M3A의 적어도 일부를 혼합하도록 하였기 때문에, 얻어진 혼합유의 바나듐(V) 농도가 충분히 낮게 되는 것에 의해, 석유 제품의 하나로서 가스 터빈 연료를 얻는 것이 가능하다. 또한, 감압 경유M7A와 탈아스팔트유M13A의 혼합유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하여 얻어진 HDMS 정제유M15A의 잔부로부터도, 메탈 농도(V+Ni)가 낮은, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 얻는 것이 가능하게 되고, 부가 가치가 높은 다양한 석유 제품을 효율적으로 함께 생산하는 것이 가능하다.

또한, 유동 접촉 분해용(FCC) 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로서의 중간 석유 제품에 관하여는, 가스 터빈 연료 등에 비해 메탈에 대한 허용 농도가 높기 때문에, 가스 터빈 연료(GTF)와 유동 접촉용 혹은 수소화 분해용 원료를 함께 생산하는 것에 의해 용제 제거 처리 공정21A에 따른 탈아스팔트유M13A의 수득율을 높이는 것이 가능하고, 이것에 의해 감압 잔유M12A로부터의 아스팔트(역청)M14A의 부생량을 억제하는 것이 가능하다.

[실험예]

이하, 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

(실험예1)

도1에 도시한 석유 정제 방법에 기초하여, 다양한 석유 제품으로서 가스 터빈 연료와, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 도7에 도시한 바와 같이 함께 생산하였다.

API 도가 8.5이고, 유황 농도가 3.67 wt%, 바나듐 농도가 393 wt ppm 인 초중유(오리노코 오일)를 원료로 하고, 우선, 이것을 토퍼에서 대기압 증류 처리(증류 분리 공정1)하고 유출유M1과 잔유M2를 얻었다. 얻어진 유출유M1의 원료유에 대한 수득율은 15.9 wt%, 유황 농도는 2.41 wt% 이였다. 또한 잔유M2의 원료유에 대한 수득율은 83.5 wt%, 유황 농도는 4.07 wt%, 바나듐 농도는 472 wt ppm 이었다.

다음, 얻어진 유출유M1을 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리(수소화 정제 공정2)하고, 탈류하는 것에 의해, 수소화 정제유M3, M3'을 얻었다. M3'는 그대로 나프타로서 석유 제품의 하나로 사용하였다. 얻어진 수소화 정제유M3의 원료유에 대한 수득율은 13.0 wt%, 유황 농도는 0.02 wt% 이었다. 또한, M3' 나프타의 원료유에 대한 수득율은 2 wt% 이었다.

또한, 수소화 정제 처리와는 별도로, 이소 부탄을 촉매로 하여 잔유M2를 용제 추출탑에서 용제 제거 처리(용제 제거 공정3)하고, 65%의 추출율에서 탈아스팔트유M4를 얻는 것과 함께, 나머지인 아스팔트(역청)M5를 얻었다. 또한, 용제 제거 처리에서의 용제와 잔유M2의 비(용매/M2)는 8로 하였다. 얻어진 탈아스팔트유M4의 원료유에 대한 수득율은 54.3 wt%, 유황 농도는 3.60 wt%, 바나듐 농도는 66 wt ppm(추출율 14%)이었다. 또한, 아스팔트(역청)M5의 원료유에 대한 수득율은 29.2 wt% 이었다.

뒤이어, 얻어진 탈아스팔트유M4를, 수소화 탈메탈 촉매와 수소화 탈류 촉매가 3:7의 vol 비로 충전된 반응기로 도입하고, 수소와 상기 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리(수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4)하고, HDMS 정제유M6을 얻는다. 또한, 처리는 수소 분압을 100 atm, (H₂/유) 비를 800 Nl/l, LHSV를 0.7/hr, 반응 온도를 370℃로 한 조건에서 행하였다. 얻어진 HDMS 정제유M6의 원료유에 대한 수득율은 51 wt%, 유황 농도는 0.4 wt%, 바나듐 농도는 0.7 wt ppm 이었다.

그 후, 얻어진 HDMS 정제유M6 중에서 15 wt%(원료유에 대한 수득율로서)를 상기 수소화 정제유M3와 혼합하고(제1 혼합 공정5), 원료유에 대한 수득율이 28 wt%, 유황 농도가 0.22 wt%, 바나듐 농도가 0.38 wt ppm 인 가스 터빈 연료(GTF)를 얻었다. 또한, HDMS 정제유M6의 나머지 부분, 즉 그 36 wt%(원료유에 대한 수득율로서)을, 그대로 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 하였다.

(실험예2)

도2에 도시한 석유 정제 방법에 기초하여, 다양한 석유 제품으로서 가스 터빈 연료와, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 도8에 도시한 바와 같이 함께 생산하였다.

또한, 수소화 정제 처리와는 별도로, 펜탄을 촉매로 하여 잔유M2를 용제 추출탑에서 용제 제거 처리(용제 제거 공정3)하고, 76.6%의 추출율에서 탈아스팔트유M4를 얻는 것과 함께, 나머지인 아스팔트(역청)M5를 얻었다. 또한, 용제 제거 처리에서의 용제와 잔유M2의 비(용매/M2)는 8로 하였다. 얻어진 탈아스팔트유M4의 원료유에 대한 수득율은 64 wt%, 유황 농도는 3.9 wt%, 바나듐 농도는 130 wt ppm(추출율 27.5%)이었다. 또한, 아스팔트(역청)M5의 원료유에 대한 수득율은 19.5 wt% 이었다.

뒤이어, 얻어진 탈아스팔트유M4를, 수소화 탈메탈 촉매와 수소화 탈류 촉매가 5:5의 vol 비로 충전된 반응기로 도입하고, 수소와 상기 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리(수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4)하고, HDMS 정제유M6을 얻는다. 또한, 처리는 수소 분압을 100 atm, (H₂/유) 비를 800 Nl/l, LHSV를 0.5/hr, 반응 온도를 370℃로 한 조건에서 행하였다. 얻어진 HDMS 정제유M6의 원료유에 대한 수득율은 59 wt%, 유황 농도는 0.45 wt%, 바나듐 농도는 8 wt ppm 이었다.

다음으로, 얻어진 HDMS 정제유M6을 감압 증류 처리(감압 증류 분리 공정6)하고, 감압 경유(VGO)M7과 감압 잔유M8을 각각 얻었다. 얻어진 감압 경유M7의 원료유에 대한 수득율은 25 wt%, 유황 농도는 0.24 wt%, 바나듐 농도는 0.3 wt ppm 이었다.

그 후, 얻어진 감압 경유M7의 전부를 상기 수소화 정제유M3과 혼합하고(제2 혼합 공정7), 원료유에 대한 수득율이 38 wt%, 유황 농도가 0.16 wt%, 바나듐 농도가 0.19 wt ppm 인 가스 터빈 연료(GTF)를 얻었다. 또한, 감압 증류 처리에서 얻어진 감압 잔유M8은, 그대로 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 하였다. 또한, 탈아스팔트유M4의 일부와, HDMS 정제유M6의 일부를 감압 잔유M8과 혼합하는 것 등에 의해, 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료를 얻는 것도 좋다. 이렇게 얻어진 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료는, 원료유에 대한 수득율은 34 wt%, 유황 농도가 0.60 wt%, 바나듐 농도가 13.7 wt ppm 이었다.

(실험예3)

도3에 도시한 석유 정제 방법에 기초하여, 다양한 석유 제품으로서 가스 터빈 연료와, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 도9에 도시한 바와 같이 함께 생산하였다.

API 도가 28이고, 유황 농도가 2.9 wt%, 바나듐 농도가 69 wt ppm 인 초중유(오리노코 오일)를 원료로 하고, 우선, 이것을 토퍼에서 대기압 증류 처리(증류 분리 공정1)하고 유출유M1과 잔유M2를 얻었다. 얻어진 유출유M1의 원료유에 대한 수득율은 41 wt%, 유황 농도는 0.79 wt% 이었다. 또한 잔유M2의 원료유에 대한 수득율은 58.5 wt%, 유황 농도는 4.72 wt%, 바나듐 농도는 117 wt ppm 이었다.

다음, 얻어진 잔유M2를 감압 증류 처리(감압 증류 분리 공정20)하고, 감압경유M11과 감압 잔유M12를 각각 얻었다. 얻어진 감압 경유M11의 원료유에 대한 수득율은 28.2 wt%, 유황 농도는 3.37 wt%, 바나듐 농도는 1.5 wt ppm 이었다. 또한, 얻어진 감압 잔유M12의 원료유에 대한 수득율은 30.6 wt%, 바나듐 농도는 223 wt ppm, (V+ Ni)농도는 294 wt ppm, 잔류 탄소는 24.4 wt%, 유황 농도는 6.04 wt%이었다.

또한, 얻어진 유출유M1의 LPG, 나프타, 등유, 경유 각 부분은, 별도로 수소화 정제 처리(수소화 정제 공정2)하고, 각각에 해당하는 탈류 정제유(가벼운 부분)M3, M3'를 얻었다. 얻어진 수소화 정제유M3의 원료유에 대한 수득율은 20.3 wt%, 유황 농도는 0.05 wt% 이었다. 또한, 수소화 정제유M3'로부터의 가솔린, 등경유의 원료유에 대한 수득율은 각각 6.0 wt%과 13.7 wt% 이었다.

또한, 수소화 정제 처리와는 별도로, 이소부탄을 촉매로 하여 감압 잔유M12를 용제 추출탑에서 용제 제거 처리(용제 제거 공정21)하고, 60%의 추출율에서 탈아스팔트유M13을 얻는 것과 함께, 나머지인 아스팔트(역청)M14를 얻었다. 또한, 용제 제거 처리에서의 용제와 감압 잔유M12의 비(용매/M12)는 8로 하였다. 얻어진 탈아스팔트유M13의 원료유에 대한 수득율은 18.4 wt%, 유황 농도는 4.62 wt%, 바나듐 농도는 22 wt ppm(추출율 19%)이었다. 또한, 아스팔트(역청)M14의 원료유에 대한 수득율은 12.2 wt% 이었다.

뒤이어, 얻어진 탈아스팔트유M13과 감압 경유M11의 혼합유를, 수소화 탈메탈 촉매와 수소화 탈류 촉매가 1:9의 vol 비로 충전된 반응기로 도입하고, 수소와 상기 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리(수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4)하고,HDMS 정제유M15를 얻었다. 또한, 처리는 수소 분압을 90 atm, (H₂/유) 비를 800 Nl/l, LHSV를 0.7/hr, 반응 온도를 370℃로 한 조건에서 행하였다. 얻어진 HDMS 정제유M15의 원료유에 대한 수득율은 44 wt%, 유황 농도는 0.6 wt%, 바나듐 농도는 1.0 wt ppm 이었다.

다음으로, 얻어진 HDMS 정제유M15 중에서 15 wt%(원료유에 대해)를 상기 수소화 정제유M3과 혼합하고, 원료유에 대한 수득율이 45 wt%, 유황 농도가 0.28 wt%, 바나듐 농도가 0.42 wt ppm 인 가스 터빈 연료를 얻었다. 또한, HDMS 정제유의 나머지 부분, 즉 그 29 wt%를 그대로 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 하였다.

다음으로, 저유황 원유를 이용한 실험예에 관하여 설명하기로 한다.

(실험예4)

도4에 도시한 석유 정제 방법에 기초하여, 다양한 석유 제품으로서 가스 터빈 연료와, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 도10에 도시한 바와 같이 함께 생산하였다.

유황 농도가 1.79 wt%, 바나듐 농도가 13.5 wt ppm 인 저유황 원유(아라비안라이트)를 원료로 하고, 우선, 이것을 토퍼에서 대기압 증류 처리(증류 분리 공정1A)하고 유출유M1A와 잔유M2A를 얻었다. 얻어진 유출유M1A의 원료유에 대한 수득율은 53.5 wt%, 유황 농도는 0.63 wt% 이었다. 또한 잔유M2A의 원료유에 대한수득율은 45.4 wt%, 유황 농도는 3.20 wt%, 바나듐 농도는 30.0 wt ppm 이었다.

다음, 얻어진 유출유M1A를 플래셔30에 의해 분리하고, 유출유M3A, M3A'를 얻었다. M3A'는 그대로 나프타로서 석유 제품의 하나로 사용하였다. 얻어진 유출유M3A의 원료유에 대한 수득율은 50.9 wt%, 유황 농도는 0.66 wt% 이었다. 또한, 나프타M3A'의 원료유에 대한 수득율은 2.6 wt% 이었다.

또한, 이소부탄을 촉매로 하여 잔유M2A를 용제 추출탑에서 용제 제거 처리(용제 제거 공정3A)하고, 65%의 추출율에서 탈아스팔트유M4A를 얻는 것과 함께, 나머지인 아스팔트(역청)M5A를 얻었다. 또한, 용제 제거 처리에서의 용제와 잔유M2A의 비(용매/M2A)는 8로 하였다. 얻어진 탈아스팔트유M4A의 원료유에 대한 수득율은 38.6 wt%, 유황 농도는 2.80 wt%, 바나듐 농도는 5.9 wt ppm(추출율 19%)이었다. 또한, 아스팔트(역청)M5A의 원료유에 대한 수득율은 6.8 wt% 이었다.

뒤이어, 얻어진 탈아스팔트유M4A를, 수소화 탈메탈 촉매와 수소화 탈류 촉매가 1:9의 vol 비로 충전된 반응기로 도입하고, 수소와 상기 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리(수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A)하고, HDMS 정제유M6A를 얻었다. 또한, 처리는 수소 분압을 100 atm, (H₂/유) 비를 800 Nl/l, LHSV를 0.5/hr, 반응 온도를 370℃로 한 조건에서 행하였다. 얻어진 HDMS 정제유M6A의 원료유에 대한 수득율은 36.3 wt%, 유황 농도는 0.10 wt%, 바나듐 농도는 0.9 wt ppm 이었다.

다음으로, 얻어진 HDMS 정제유M6A 중에서 22.7 wt%(원료유에 대한 수득율로서)를 유출유M3A와 혼합하고(제4 혼합 공정5A), 원료유에 대한 수득율이 73.6 wt%, 유황 농도가 0.49 wt%, 바나듐 농도가 0.28 wt ppm 인 가스 터빈 연료(GTF)를 얻었다. 또한, HDMS 정제유M6A의 나머지 부분, 즉 그 13.6 wt%(원료유에 대한 수득율로서)를, 그대로 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 사용하였다.

(실험예5)

도5에 도시한 석유 정제 방법에 기초하여, 다양한 석유 제품으로서 가스 터빈 연료와, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 도11에 도시한 바와 같이 함께 생산하였다.

실험예4와 동일한 저유황 원유인 유황 농도가 1.79 wt%, 바나듐 농도가 13.5 wt ppm 인 원유(아라비안라이트)를 원료로 하고, 우선, 이것을 토퍼에서 대기압 증류 처리(증류 분리 공정1A)하고 유출유M1A와 잔유M2A를 얻었다. 얻어진 유출유M1A의 원료유에 대한 수득율은 53.5 wt%, 유황 농도는 0.63 wt% 이었다. 또한 잔유M2A의 원료유에 대한 수득율은 45.4 wt%, 유황 농도는 3.20 wt%, 바나듐 농도는 30.0 wt ppm 이었다.

또한, 수소화 정제 처리와는 별도로, 펜탄을 촉매로 하여 잔유M2A를 용제 추출탑에서 용제 제거 처리(용제 제거 공정3A)하고, 65%의 추출율에서 탈아스팔트유M4A를 얻는 것과 함께, 나머지인 아스팔트(역청)M5A를 얻었다. 또한, 용제 제거 처리에서의 용제와 잔유M2A의 비(용매/M2A)는 8로 하였다. 얻어진 탈아스팔트유M4A의 원료유에 대한 수득율은 38.6 wt%, 유황 농도는 2.80 wt%, 바나듐 농도는 5.9 wt ppm(추출율 19%)이었다. 또한, 아스팔트(역청)M5A의 원료유에 대한 수득율은 6.8 wt% 이었다.

뒤이어, 얻어진 탈아스팔트유M4A를, 수소화 탈메탈 촉매와 수소화 탈류 촉매가 1:9의 vol 비로 충전된 반응기로 도입하고, 수소와 상기 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리(수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정4A)하고, HDMS 정제유M6A를 얻었다. 또한, 처리는 수소 분압을 100 atm, (H₂/유) 비를 800 Nl/l, LHSV를 0.7/hr, 반응 온도를 360℃로 한 조건에서 행하였다. 얻어진 HDMS 정제유M6A의 원료유에 대한 수득율은 36.3 wt%, 유황 농도는 0.30 wt%, 바나듐 농도는 1.5 wt ppm 이었다.

다음으로, 얻어진 HDMS 정제유M6A를 감압 증류 처리(감압 증류 분리 공정6A)하고, 감압 경유(VGO)M7A와 감압 잔유M8A를 각각 얻었다. 얻어진 감압 경유M7A의 원료유에 대한 수득율은 23.0 wt%, 유황 농도는 0.10 wt%, 바나듐 농도는 0.2 wt ppm 이었다.

그 후, 얻어진 감압 경유M7A의 전부를 유출유M3A와 혼합하고(제5 혼합공정7A), 원료유에 대한 수득율이 73.9 wt%, 유황 농도가 0.49 wt%, 바나듐 농도가 0.06 wt ppm 인 가스 터빈 연료(GTF)를 얻었다. 또한, 감압 증류 처리에서 얻어진 감압 잔유M8A는, 그대로 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 사용하였다. 또한, 탈아스팔트유M4A의 일부와, HDMS 정제유M6A의 일부를 감압 잔유M8A와 혼합하는 것 등에 의해, 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료를 얻는 것도 좋다. 이렇게 얻어진 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료는, 원료유에 대한 수득율은 13.3 wt%, 유황 농도가 0.65 wt%, 바나듐 농도가 3.7 wt ppm 이었다.

(실험예6)

도6에 도시한 석유 정제 방법에 기초하여, 다양한 석유 제품으로서 가스 터빈 연료와, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품을 도12에 도시한 바와 같이 함께 생산하였다.

다음, 얻어진 잔유M2A를 감압 증류 처리(감압 증류 분리 공정20A)하고, 감압경유M11A와 감압 잔유M12A를 각각 얻었다. 얻어진 감압 경유M11A의 원료유에 대한 수득율은 30.4 wt%, 유황 농도는 2.70 wt%, 바나듐 농도는 0.1 wt ppm 이었다. 또한, 얻어진 감압 잔유M12A의 원료유에 대한 수득율은 15.0 wt%, 바나듐 농도는 91.0 wt ppm, 유황 농도는 4.10 wt%이었다.

얻어진 유출유M1A를 플래셔30에 의해 분리하고, 유출유M3A, M3A'를 얻었다. M3A'는 그대로 나프타로서 석유 제품의 하나로 사용하였다. 얻어진 유출유M3A의 원료유에 대한 수득율은 50.9 wt%, 유황 농도는 0.66 wt% 이었다. 또한, 나프타M3A'의 원료유에 대한 수득율은 2.6 wt% 이었다.

또한, 수소화 정제 처리와는 별도로, 이소부탄을 촉매로 하여 감압 잔유M12A를 용제 추출탑에서 용제 제거 처리(용제 제거 공정21A)하고, 60%의 추출율에서 탈아스팔트유M13A를 얻는 것과 함께, 나머지인 아스팔트(역청)M14A를 얻었다. 또한, 용제 제거 처리에서의 용제와 감압 잔유M12A와의 비(용매/M12A)는 8로 하였다. 얻어진 탈아스팔트유M13A의 원료유에 대한 수득율은 10.5 wt%, 유황 농도는 3.30 wt%, 바나듐 농도는 11.0 wt ppm이었다. 또한, 아스팔트(역청)M14A의 원료유에 대한 수득율은 4.5 wt% 이었다.

뒤이어, 얻어진 탈아스팔트유M13A와 감압 경유M11A와의 혼합유를, 수소화 탈메탈 촉매와 수소화 탈류 촉매가 1:9의 vol 비로 충전된 반응기로 도입하고, 수소와 상기 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리(수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정22A)하고, HDMS 정제유M15A를 얻었다. 또한, 처리는 수소 분압을 100 atm,(H₂/유) 비를 800 Nl/l, LHSV를 0.5/hr, 반응 온도를 375℃로 한 조건에서 행하였다. 얻어진 HDMS 정제유M15A의 원료유에 대한 수득율은 38.4 wt%, 유황 농도는 0.10 wt%, 바나듐 농도는 0.9 wt ppm 이었다.

다음으로, 얻어진 HDMS 정제유M15A 중에서 22.7 wt%(원료유에 대하여)를 유출유M3A와 혼합하고, 원료유에 대한 수득율이 73.6 wt%, 유황 농도가 0.49 wt%, 바나듐 농도가 0.28 wt ppm 인 가스 터빈 연료를 얻었다. 또한, HDMS 정제유의 나머지 부분, 즉 그의 15.7 wt%을 그대로 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로 사용하였다.

본 발명의 석유 정제 방법에 따르면, 오리노코 타르 등의 중유(중질의 원료유) 또는 저유황 농도의 원료유로부터, 예를 들면 바나듐(V) 농도가 0.5 wt ppm 이하인 석유 제품(가스 터빈 연료)과, 유동 접촉 분해용(FCC) 원료 혹은 수소화 분해용(HCR) 원료로서 적합한, 메탈 농도(V + Ni)가 30 wt ppm 이하인 중간 석유 제품을 효율적으로 함께 생산할 수 있다.

Claims

원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법으로서,

원료유를 증류 처리하고 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과,

상기 증류 분리 공정에서 얻어진 유출유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리하고, 탈류하는 것에 의해 탈류 정제유를 얻는 수소화 정제 공정과,

상기 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 공정과,

상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과,

상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제1 혼합 공정을 포함하는 석유 정제 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 용제 제거 공정은, 공급 원료인 잔유 중의 바나듐에 대하여 얻어진 탈아스팔트유 중의 바나듐의 추출율이 20% 이하가 되도록 추출율을 제어하고, 특히탈아스팔트유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정에서 처리하여 얻어진 HDMS 정제유의 바나듐 농도가 2 wt ppm 이하, 유황 농도가 0.5 wt% 이하가 되도록 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 제1 혼합 공정에서는 상기 가스 터빈 연료의 바나듐 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제1항에 있어서,

상기 HDMS 정제유의 잔부를, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품으로 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법으로서,

원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과,

상기 증류 분리 공정에서 얻어진 유출유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리하고, 탈류하는 것에 의해 탈류 정제유를 얻는 수소화 정제 공정과,

상기 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 공정과,

상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과,

상기 HDMS 정제유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과,

상기 감압 경유의 적어도 일부와 상기 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제2 혼합 공정을 포함하는 석유 정제 방법.
제5항에 있어서,

상기 제2 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 용제 제거 공정은, 공급 원료인 잔유 중의 바나듐에 대하여 얻어진 탈아스팔트유 중의 바나듐의 추출율이 30% 이하가 되도록 추출율을 제어하고, 탈아스팔트유를 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정에서 처리하여 얻어진 HDMS 정제유의 바나듐 농도가 20 wt ppm 이하, 유황 농도가 0.5 wt% 이하가 되도록 탈메탈ㆍ탈류 조건을 선택하고, 상기 감압 증류 분리 공정에서 얻어진 감압 경유의 바나듐 농도를 1 wt ppm 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제5항에 있어서,

상기 제2 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 제2 혼합 공정에서는 상기 가스 터빈 연료의 바나듐 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제5항에 있어서,

상기 HDMS 정제유의 적어도 일부를 감압 증류 처리하여 얻어진 감압 경유를, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품으로 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법으로서,

원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과,

상기 증류 분리 공정에서 얻어진 유출유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 정제 처리하고, 탈류하는 것에 의해 탈류 정제유를 얻는 수소화 정제 공정과,

상기 잔유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과,

상기 감압 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과,

상기 감압 경유와 탈아스팔트유를 혼합하고, 이 혼합유를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과,

상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 탈류 정제유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제3 혼합 공정을 포함하는 석유 정제 방법.
제9항에 있어서,

상기 제3 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 용제 제거 공정은, 공급 원료인 잔유 중의 바나듐에 대하여 얻어진 탈아스팔트유 중의 바나듐의 추출율이 15% 이하가 되도록 추출율을 제어하고, 특히 상기 HDMS 정제유의 바나듐 농도가 2 wt ppm 이하, 유황 농도가 0.5 wt% 이하가 되도록 상기 탈메탈ㆍ탈류 공정의 조건을 선택하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 제3 혼합 공정에서는 상기 가스 터빈 연료의 바나듐 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제9항에 있어서,

상기 HDMS 정제유의 잔부를, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품으로 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제1항, 제5항 또는 제9항에 있어서,

상기 원료는 API도가 20 이하의 중유인 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법으로서,

원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과,

상기 증류 분리 공정에서 얻어진 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과,

상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과,

상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 유출유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제4 혼합 공정을 포함하는 석유 정제 방법.
제14항에 있어서,

상기 제4 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 탈아스팔트유 중의 바나듐 농도가 25 wt ppm 이하가 되도록 상기 용제 제거 공정에서의 추출율을 제어하고, 특히 상기 HDMS 정제유의 바나듐 농도가 2 wt ppm 이하, 유황 농도가 0.5 wt% 이하가 되도록 상기 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리 조건을 선택하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제14항에 있어서,

상기 제4 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 제4 혼합 공정에서는 상기 가스 터빈 연료의 바나듐 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제14항에 있어서,

상기 HDMS 정제유의 잔부를, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품으로 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법으로서,

원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과,

상기 증류 분리 공정에서 얻어진 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과,

상기 탈아스팔트유의 적어도 일부를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과,

상기 HDMS 정제유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는감압 증류 분리 공정과,

상기 감압 경유의 적어도 일부와 상기 유출유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제5 혼합 공정을 포함하는 석유 정제 방법.
제18항에 있어서,

상기 제5 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 탈아스팔트유 중의 바나듐 농도가 50 wt ppm 이하가 되도록 상기 용제 제거 공정에서의 추출율을 제어하고, 상기 HDMS 정제유의 바나듐 농도가 20 wt ppm 이하, 유황 농도가 0.5 wt% 이하가 되도록 상기 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리 조건을 선택하고, 상기 감압 증류 분리 공정에서 얻어진 감압 경유의 바나듐 농도를 1 wt ppm 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제18항에 있어서,

상기 제5 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 제5 혼합 공정에서는 상기 가스 터빈 연료의 바나듐 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제18항에 있어서,

상기 HDMS 정제유의 적어도 일부를 감압 증류 처리하여 얻어진 감압 경유를, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품으로 하는 것을특징으로 하는 석유 정제 방법.
원료유를 정제 처리하여 다양한 중간 석유 제품을 포함하는 석유 제품을 제조하는 석유 정제 방법으로서,

원료유를 증류 처리하여 유출유와 잔유로 분리하는 증류 분리 공정과,

상기 증류 분리 공정에서 얻어진 잔유를 감압 증류 처리하여 감압 경유와 감압 잔유로 분리하는 감압 증류 분리 공정과,

상기 감압 잔유를 용제 제거 처리하고, 추출액으로서의 탈아스팔트유와 나머지인 아스팔트(역청)를 얻는 용제 제거 처리 공정과,

상기 감압 경유와 탈아스팔트유를 혼합하고, 이 혼합유를 수소와 촉매의 존재 하에서 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리하고, 탈메탈ㆍ탈류 정제한 HDMS 정제유를 얻는 수소화 탈메탈ㆍ탈류 공정과,

상기 HDMS 정제유의 일부와 상기 유출유의 적어도 일부를 혼합하고, 석유 제품 중의 하나를 얻는 제6 혼합 공정을 포함하는 석유 정제 방법.
제22항에 있어서,

상기 제6 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 탈아스팔트유 중의 바나듐 농도가 70 wt ppm 이하가 되도록 상기 용제 제거 공정에서의 추출율을 제어하고, 특히 상기 HDMS 정제유의 바나듐 농도가 2 wt ppm 이하, 유황 농도가 0.5 wt% 이하가 되도록 상기 수소화 탈메탈ㆍ탈류 처리 조건을 선택하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제22항에 있어서,

상기 제6 혼합 공정에서 얻어진 석유 제품은 가스 터빈 연료이고,

상기 제6 혼합 공정에서는 상기 가스 터빈 연료의 바나듐 농도가 0.5 wt ppm 이하가 되도록 혼합 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제22항에 있어서,

상기 HDMS 정제유의 잔부를, 유동 접촉 분해용 혹은 수소화 분해용 원료로서의 중간 석유 제품으로 하는 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.
제14항, 제18항 또는 제22항에 있어서,

상기 원료유는 유황 농도가 2.0 wt ppm 이하의 저유황원유인 것을 특징으로 하는 석유 정제 방법.