KR20230051170A - 타르-함유 원료로부터 가솔린을 제조하기 위한 방법 및 플랜트 - Google Patents

타르-함유 원료로부터 가솔린을 제조하기 위한 방법 및 플랜트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타르-함유 공급원료로부터 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 생성하기 위한 방법 및 플랜트에 관한 것이며, 상기 방법 및 플랜트는 디젤과 나프타를 생성하기 위한 수소처리 및 수소화분해, 및 나프타의 후속 방향족화를 포함하는 수소화처리 스테이지를 포함하고, 이로써 액체석유가스(LPG)로서 경질 탄화수소 가스가 또한 생성되며, 이로부터 수소 스트림이 생성된다.

Description

타르-함유 원료로부터 가솔린을 제조하기 위한 방법 및 플랜트
본 발명은 타르-함유 공급원료로부터 고 품질 가솔린을 제조하기 위한 방법 및 플랜트에 관한 것이며, 상기 방법 및 플랜트는 디젤 및 나프타를 생성하기 위한 수소처리 및 수소화분해, 및 나프타의 후속 방향족화를 포함하는 하나 이상의 수소화처리 스테이지를 포함하고, 이로써 액체석유가스(LPG)로서 경질 탄화수소 가스가 또한 생성되며, 이로부터 수소 스트림이 생성되어 상기 방법에서 사용될 수 있다.
가솔린(C5+ 탄화수소)의 품질은 가솔린으로 작동하는 엔진에서 연료의 압축 점화로 인한 엔진 노킹에 대한 저항성에 크게 좌우된다. 상기 품질은 이상적인 가솔린 탄화수소로 간주되는 이소옥탄으로부터 기원하는, 소위 말하는 옥탄가에 의해 측정된다. 순수한 이소옥탄은 옥탄가 100인 가솔린을 한정하고, 순수한 n-헵탄은 옥탄가 0을 한정한다. 적어도 85, 예컨대 90 이상의 리서치법 옥탄가(RON)를 갖는 가솔린을 생성하는 것이 바람직할 것이다.
실제로 가솔린은 복잡한 탄화수소 혼합물이며, 예를 들어 방향족은 높은 노킹 저항에 기여하는 반면, 포화 알칸은 특히 선형 구조를 가질 때 높은 노킹 성향을 가진다. 따라서, 방향족 함량이 매우 낮으면 나프타 탄화수소 혼합물은 가치가 낮아진다.
옥탄가가 불충분한 나프타는 촉매 개질 공정에 의해 개선될 수 있으며, 이것은 전형적으로 옥탄가를 증가시키기 위한 방향족의 알킬화를 수반한다.
출원인의 US 9,752,080은 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch, FT) 공정에서 필요한 합성 가스를 생성하기 위한 스팀 개질 공정의 원료로서 하류 FT 공정으로부터의 LPG의 사용을 개시한다.
WO 2015/075315 A1은 재생가능한 공급원료로부터 탄화수소를 생성하는 과정에 통합된 수소 생성 플랜트에서 LPG 또는 나프타의 사용을 개시한다.
US 3,871,993은 금속으로 변형될 수 있는 ZSM-5와 같은 제올라이트의 사용을 통해 나프타의 방향족 함량을 증가시킴으로써 수소 소비 없이 버진 나프타를 고옥탄 액체 가솔린 생성물 및 LPG로 전환하는 과정을 설명한다.
WO 2016/054316 A1은 방향족 함량이 적은, 예를 들어 최대 40 wt% 또는 최대 15 wt%(표 1)인 가스 응축물(넓은 비등 범위의 응축물)로부터 방향족 화합물, 특히 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌) 부화 생성물을 생성하는 과정 또는 플랜트를 개시한다. 상기 과정은 수소화처리 반응기, 방향족화 반응기 및 압력 스윙 흡착 유닛(PSA 유닛)과 같은 수소 추출 유닛의 사용을 포함한다. PSA 유닛으로부터 LPG 스트림이 회수된다.
출원인의 동시 계류중인 유럽 특허출원 EP 20162995.3은 수소 생성 유닛에서 수소의 생성을 포함하는 공정에서 재생 나프타와 같은 재생 탄화수소 생성물의 생성을 설명하며, 상기 수소 생성 유닛은 이러한 재생 나프타를 탄화수소 공급원료의 일부로서 사용할 수 있다.
선행기술은 수소처리 및 수소화분해에 의해 타르-함유 공급원료로부터 기원하는 공급원료를 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물로 전환하며, 동시에 해당 방법 또는 플랜트에서 사용될 수 있는 수소의 생성에 사용하기 위해 LPG로서 경질 탄화수소 가스를 생성하는 방법 또는 플랜트에 대해 언급하지 않는다.
본 발명의 제1 양태에서, 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 생성하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은
i) 코크스로 타르(COT)와 같은 타르-함유 공급원료를 하나 이상의 수소화처리 스테이지에 의해 나프타 스트림을 포함하는 30℃ 이상에서 비등하는 탄화수소 생성물로 전환하며, 여기서 상기 하나 이상의 수소화처리 스테이지는 수소처리 및 수소화분해 단계를 포함하고, 이어서 분리 스테이지가 수행되어 상기 나프타 스트림을 생성하는 단계;
ii) 상기 나프타 스트림을 나프타 스트림과 촉매, 바람직하게 알루미노실리케이트 제올라이트를 포함하는 촉매의 접촉을 포함하는 방향족화 스테이지를 통과시킴으로써 개선하는 단계로서, 이로써 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물 및 액체석유가스(LPG) 스트림으로서 별도의 경질 탄화수소 가스 스트림을 생성하는 단계;
iii) 상기 LPG 스트림의 적어도 일부를 수소 생성 유닛으로 보내서 수소 스트림을 생성하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 30℃ 이상에서 비등하는 탄화수소 생성물은 상기 나프타, 디젤 및 윤활유 베이스 스톡(윤활유용 베이스 오일)을 포함한다.
용어 "스테이지" 및 "단계"는 상호교환하여 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본원에서 사용된 용어 "가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물"은 30-210℃ 범위에서 비등하는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 "나프타"는 30-160℃ 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 의미한다.
본원에서 사용된 "디젤"은 120-360℃, 예를 들어 160-360℃ 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "윤활유 베이스 스톡"은 390℃ 이상에서 비등하는 탄화수소 생성물을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같은, "주어진 범위에서 비등하는"은 탄화수소 혼합물의 적어도 80 wt%가 언급된 범위에서 비등하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에서 사용된 용어 "경질 탄화수소 가스"는 C1-C4 가스, 특히 메탄, 에탄, 프로판, 부탄을 포함하는 가스 혼합물을 의미한다; 경질 탄화수소 가스는 또한 i-C3, i-C4 및 불포화 C3-C4 올레핀을 포함할 수 있다. 특정한 경질 탄화수소 가스는 하기 정의된 바와 같은 LPG이다.
본원에서 사용된 용어 "LPG"는 액체/액화석유가스를 의미하며, 이것은 프로판 및 부탄, 즉 C3-C4를 주로 포함하는 가스 혼합물이다; LPG는 또한 i-C3, i-C4 및 불포화 C3-C4, 예컨대 C4-올레핀을 포함할 수 있다.
단계 ii)에서 별도의 경질 탄화수소 가스 스트림은 액체석유가스(LPG) 스트림인 것이 이해될 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물은 C5+ 방향족이 적어도 20 wt%, 예컨대 C5+ 방향족이 20-50 wt%이고, 적어도 85, 예컨대 90 또는 95의 옥탄가(리서치법 옥탄가, RON)를 가진다. 본원에서 사용된 용어 "고 품질 가솔린"은 이들 규격에 따른 탄화수소 생성물이다.
바람직하게, RON은 ASTM D-2699에 따라서 측정된다.
본 발명에 의해, 단계 i)은 수소처리 및 수소화분해 단계를 포함하고, 이로써 깊은 황 및 질소 제거, 방향족 포화 및 선택적인 탄화수소 생성물 특성 개선이 가능해지며, 이어서 분리 단계가 수행되어 상기 나프타 스트림이 생성된다. 이 분리 스테이지 또는 섹션에서, LPG 스트림뿐만 아니라 디젤과 같은 다른 탄화수소 생성물이 또한 생성될 수 있다.
다른 공급원료와 비교하여, 타르-함유 공급원료는 특히 방향족 함량이 높다. 예를 들어, 코크스로 타르는 적어도 25 wt% 방향족, 예컨대 최대 50 wt% 또는 60 wt% 방향족을 가질 수 있다. 반직관적으로, 본 발명은 이 공급원료에 의도적으로 수소처리 및 수소화분해 단계를 행함으로써, 본 발명에 따라 더 높은 RON 및 고 품질 가솔린을 제공하기 위해 필수적인 화합물인 방향족 화합물의 함량을 필연적으로 감소시킨다. 따라서, 본 발명의 방법은 방향족의 양을 놀랄만큼 감소시키고, 나중에는 방향족의 양이 증가하며, 이로써 유의한 양의 경질 탄화수소 가스, 특히 LPG와 함께 고 품질 가솔린이 얻어진다.
수소처리(HDT)에서 촉매 활성인 물질은 전형적으로 활성 금속(황화된 비금속, 예컨대 니켈, 코발트, 텅스텐 및/또는 몰리브덴, 및 아마도 또한 원소 귀금속, 예컨대 백금 및/또는 팔라듐) 및 내화성 담지체(예컨대 알루미나, 실리카 또는 티타니아, 또는 이들의 조합)를 포함한다.
HDT 조건은 선택적으로 차가운 수소, 원료 또는 생성물로의 퀀칭에 의한 중간 냉각과 함께, 250-400℃의 온도, 30-150 bar의 압력, 및 0.1-2의 액체 시간 공간 속도(LHSV)를 포함한다.
선택적으로, 수소화탈랍(HDW) 스테이지가 또한 수행될 수 있다. HDW에서 촉매 활성인 물질은 전형적으로 활성 금속(원소 귀금속, 예컨대 백금 및/또는 팔라듐 또는 황화된 비금속, 예컨대 니켈, 코발트, 텅스텐 및/또는 몰리브덴), 산성 담지체(전형적으로 높은 형상 선택성을 나타내며 MOR, FER, MRE, MWW, AEL, TON 및 MTT와 같은 위상을 갖는 분자체) 및 내화성 담지체(예컨대 알루미나, 실리카 또는 티타니아, 또는 이들의 조합)을 포함한다.
이성질화 조건은 250-400℃의 온도, 20-100 bar의 압력, 및 0.5-8의 액체 시간 공간 속도(LHSV)를 포함한다.
수소화분해(HCR)에서 촉매 활성인 물질은 이성질화에서 촉매 활성인 물질과 유사한 성질을 가지며, 전형적으로 활성 금속(원소 귀금속, 예컨대 백금 및/또는 팔라듐 또는 황화된 비금속, 예컨대 니켈, 코발트, 텅스텐 및/또는 몰리브덴), 산성 담지체(전형적으로 높은 크래킹 활성을 나타내며 MFI, BEA 및 FAU와 같은 위상을 갖는 분자체) 및 내화성 담지체(예컨대 알루미나, 실리카 또는 티타니아, 또는 이들의 조합)를 포함한다. 이성질화에서 촉매 활성인 물질과의 차이는 전형적으로 산성 담지체의 성질인데, 이것은 상이한 구조(비정질 실리카-알루미나)를 가질 수 있거나, 또는 예를 들어 실리카:알루비나 비로 인해 상이한 산성을 가질 수 있다.
HCR 조건은 선택적으로 차가운 수소, 원료 또는 생성물로의 퀀칭에 의한 중간 냉각과 함께, 250-400℃의 온도, 30-150 bar의 압력, 및 0.5-8의 액체 시간 공간 속도(LHSV)를 포함한다.
선택적으로, 다른 타입의 수소처리, 예를 들어 수소화탈방향족화(HDA)가 포함된다. HDA에서 촉매 활성인 물질은 전형적으로 활성 금속(전형적으로 원소 귀금속, 예컨대 백금 및/또는 팔라듐 및 아마도 또한 황화된 비금속, 예컨대 니켈, 코발트, 텅스텐 및/또는 몰리브덴) 및 내화성 담지체(예컨대 비정질 실리카-알루미나, 알루미나, 실리카 또는 티타니아, 또는 이들의 조합)를 포함한다.
HDA 조건은 200-350℃의 온도, 20-100 bar의 압력, 및 0.5-8의 액체 시간 공간 속도(LHSV)를 포함한다.
타르는 무거운 탄화수소성 액체이며, 석탄 가스화와 같은 석탄 처리로부터의 바람직하지 않은 부산물로 주로 간주되고, 잉여 타르의 폐기와 관련하여 상당한 비용과 노력이 든다. 따라서, 본 발명은 매우 바람직하지 않은 산업 부산물의 처리 및 개선에 의해 고 품질 가솔린을 생성한다.
본원에서 사용된 "석탄 가스화"는 코킹 공정을 포함하는 공정으로 이해되어야 하며, 이것은 석탄 공급원료를 파괴적으로 증류하여 탄소 함량이 높은 코크스, 기체상 및 액체상, 콜타르를 생성한다. 이러한 콜타르는 헤테로원자(특히 질소, 황 및 산소)가 많이 존재할 뿐만 아니라 방향족 함량이 높은 것을 특징으로 한다.
콜타르 및 코크스로 타르와 같은 용어는 타르의 소스를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 본 출원의 취지에 있어서, 타르는 전형적으로 석탄 가스화의 생성물이다. 용어 "콜타르" 및 "코크스로 타르"는 본 출원에서 상호 교환하여 사용된다.
용어 "타르-함유 공급원료"는 또한 타이어, 예를 들어 폐타이어의 열분해 생성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 타르-함유 공급원료는 타이어의 열분해로부터의 생성물이며, 이것은 바람직하게 ASTM D-6591 또는 ASMT D-6729에 의해 측정했을 때 적어도 45 wt% 방향족, 예를 들어 50 wt% 이상, 예를 들어 50-75 wt%를 함유한다.
당업계에 잘 알려진 대로, 열분해는 질소와 같은 비활성 분위기에서 300℃ 내지 700℃, 800℃ 또는 900℃와 같은 고온 노출에 의한 물질, 예를 들어 폐타이어의 열 분해를 의미한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 타르-함유 공급원료는 바람직하게 ASTM D-6591 또는 ASMT D-6729에 의해 측정했을 때 적어도 25 wt% 방향족, 예컨대 적어도 30%, 또는 적어도 40 wt%, 예를 들어 50 wt% 또는 60 wt%를 함유하는 코크스로 타르이다. 따라서, 유의한 양의 방향족이 타르-함유 공급원료에 존재한다.
코크스로 타르와 같은 타르-함유 공급원료를 처리함으로써 중간 생성물로서 얻어진 나프타 스트림은 나프텐 함량이 높다. 예를 들어, 이 나프타 스트림은, 바람직하게 ASTM D-6729에 의해 측정했을 때, 적어도 50 wt% 나프텐, 예컨대 적어도 60 wt%, 또는 적어도 70 wt%, 예를 들어 75 wt% 또는 80 wt; 바람직하게 15 wt% 미만 n+i 파라핀, 예를 들어 12 wt% 미만 i-파라핀 및 3 wt% 미만 n-파라핀; 바람직하게 1 wt% 미만 올레핀, 예를 들어 0.5 wt% 미만 올레핀; 및 예를 들어 10 wt% 미만 방향족, 예컨대 6 wt% 또는 4-5 wt% 방향족을 함유한다. 따라서, 방향족 함량이 유의하게 감소된다.
예를 들어 수소 생성 유닛에서 수소의 소스로 직접 사용하고 주 생성물로서 디젤에 초점을 맞추는 대신, 나프타 스트림의 후속 방향족화 스테이지는 다량의 방향족을 가져오며, 이로써 옥탄가(RON)가 나프타 스트림의 50-60 정도에서 적어도 85, 특히 90 이상으로 증가하고, 동시에 경질 탄화수소 가스, 특히 LPG가 유의한 양으로, 예를 들어 30-50 wt% LPG가 또한 생성된다. 가솔린 수율(C5+ 수율)도 바람직한 수준으로, 예를 들어 40-60 wt%로 얻어질 수 있다
상기 과정에서 필요한 수소는 전형적으로 수소 소스 또는 다른 외부 소스로서 코크스로 가스를 사용함으로써 충족될 것이다. 그러나, 코크스로 가스를 사용할 때는 수소가 부족한데, 단계 iii)에서 수소를 생성하기 위한 경질 탄화수소 가스, 특히 LPG의 활용에 의해 수소 균형에 근접해지는 것이 가능해지고, 심지어 여분의 수소도 생성된다. 나프텐 함량이 높은 나프타 스트림은 저 수소 고 옥탄 방향족 나프타와 증가된 수소 밀도, 즉 H:C 비를 갖는 LPG로 분리되고, 이것은 수소 생성에 사용된다. 이로써 상기 방법 및 플랜트에서 높은 에너지 효율이 얻어지고, 동시에 매우 바람직하지 않은 산업 부산물(타르)로부터 고 품질 가솔린 생성물이 얻어진다. 이 과정에서 생성된 디젤은 일반적으로 바람직한 탄화수소 생성물이며, 탄화수소 생성물 풀의 일부로서 또한 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해, 특히 유의한 개선이 가능해짐으로써, 즉 나프타 스트림의 옥탄가(RON)의 예상을 능가하는 증가가 가능해짐으로써, 타르-함유 공급원료에 기초하여 가치있는 생성물을 생성할 수 있는 간단하며 수준 높은 해결책이 얻어진다. 방향족 함량은 나프타 중 예를 들어 4-5 wt% 미만에서 고 품질 가솔린 중 C5+ 방향족 20 wt% 이상, 예컨대 20-50 wt%, 25-45 wt%, 또는 35-45 wt%까지 증가될 수 있다. 적어도 20-45 wt% 방향족을 갖는 고 품질 가솔린의 옥탄가(RON)는 85 이상, 예컨대 90 또는 95이다. 가솔린의 방향족 함량이 높을수록 C5+ 수율은 낮아지지만, 본 발명에 의해 C5+ 수율을 너무 많이 감소시키지 않으면서 옥탄가를 유의하게 증가시키는 균형을 맞추는 것이 가능하다. 동시에, 방향족이 형성될 때 일어나는 탈수소화로 인해 추가의 가치있는 생성물로서 유의한 양의 LPG가 형성되고, 그 다음 이것은 수소 생성 유닛에서 스팀 개질 공정에서 수소로 전환된다.
또한, 본 발명은 방향족화 스테이지가 더 온건한 조건에서 더 저렴한 촉매와 더 저렴한 공정 장비를 사용하여 수행될 수 있으므로, 예를 들어 나프타의 촉매 개질보다 더 간단한 접근법이 가능해진다. 보다 구체적으로, 촉매 상의 귀금속 또는 희토류 금속이 필요하지 않고, 염소가 없으며, 촉매 반응기가 고정층 반응기 작동으로 작동될 수 있어서, 종래의 촉매 개질기보다 훨씬 더 간단한 해결책이 된다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 상기 방법은
iv) 수소 스트림의 적어도 일부를 단계 i)의 수소화처리 스테이지 및/또는 단계 ii)의 방향족화 스테이지 중 어느 것으로 보내는 단계
를 더 포함한다.
따라서, 생성된 수소 스트림은 가솔린의 생성 동안 수소를 제공하기 위한 메이크업 수소로 사용될 수 있으며, 이로써 전체 방법 및 플랜트의 에너지 효율이 개선된다. 본원에서 사용된 용어 "전체 방법 및 플랜트"는 상기 단계 i)-iv)에 따라서 타르-함유 공급원료를 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물로 전환하기 위해 사용된 방법 및 플랜트를 의미한다. 이것은 또한 하기 실시형태 중 어느 것을 포함한다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 타르-함유 공급원료는 상기 단계 i)로 보내지기 전에 산 세척 단계를 통과한다. 이것은 하류 촉매에 유해할 수 있는 공급원료 중의 불순물을 제거한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 단계 i)는 금속 제거, 디올레핀 제거, 및 벌크 황 및 질소의 제거를 위해 하나 이상의 가드, 예를 들어 층 가드의 사용을 포함하는 컨디셔닝 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 단계 ii)에서 촉매는 알루미노실리케이트 제올라이트에 포함되며, 예를 들어 담지되고, 예컨대 MFI 구조를 갖는 제올라이트, 특히 ZSM-5, 바람직하게 Zn-ZSM-5, ZnP-ZSM-5, Ni-ZSM-5, 또는 이들의 조합에 포함된 촉매이다; 온도는 300-500℃, 예컨대 300-460℃ 또는 300-420℃의 범위이고, 압력은 1-30 bar, 예컨대 2-30 bar 또는 10-30 bar이며, 선택적으로 수소가 첨가되는데, 즉 선택적으로 수소의 존재하에 방향족화가 수행된다. 특정 실시형태에서, 액체 시간 공간 속도(LHSV)는 1-3, 예를 들어 1.5-2이다.
본원에서 사용된 용어 "MFI 구조"는 제올라이트 프레임워크 타입 유형에 있어서 국제 제올라이트 협회 구조 위원회에 의해 정해지고 유지되는 구조를 의미하며, 이것은 http://www.iza-structure.org/databases/를 참조하거나, 또는 예를 들어 "Atlas of Zeolite Framework Types"(Ch. Baerlocher, L.B. McCusker and D.H. Olson, Sixth Revised Edition 2007)에도 정의된다.
본원에서 사용된 용어 "Zn-ZSM-5"는 제올라이트 ZSM-5에 포함된 Zn을 의미하며, ZSM-5 상에 담지된 Zn을 포함한다. ZnP, 또는 Ni를 사용할 때도 같은 해석이 적용된다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 단계 ii)는 상기 방향족화 스테이지 후 이성질화 스테이지를 제공하는 것을 포함하며, 상기 방향족화 스테이지는 미정제의 개선된 나프타 스트림을 생성하고, 이것이 상기 이성질화 스테이지를 통과함으로써 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물이 형성된다. 상기 인용된 이성질화 조건이 이러한 이성질화에서 사용될 수 있다.
특정 실시형태에서, 상기 방법은 경질 탄화수소 가스 스트림, 예를 들어 LPG 스트림, 특히 단계 ii)에서 얻어진 경질 탄화수소 스트림의 일부, 또는 나프타 스트림의 일부를 상기 미정제의 개선된 나프타 스트림을 퀀칭하기 위한 열 교환 매체로 사용하는 단계를 더 포함한다.
이로써, 이성질화 스테이지로 원료의 단계적 공급이 달성되어 이성질화가 개선되고 방향족화도 증가한다. 이성질화는 방향족화보다 낮은 온도에서 선호된다. 또한, 메이크업 수소, 예를 들어 수소 생성 유닛에서 생성된 수소가 이성질화, 즉 수소화이성질화(HDI)에 첨가될 수 있다. 이로써, 방향족화 스테이지의 생성물은 이성질화가 없는 경우 가능한 것보다 훨씬 더 높은 옥탄가를 얻게 된다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 수소 생성 유닛은 천연가스와 같은 탄화수소 공급원료를 공급하는 것을 포함한다. 수소 생성 유닛은, 경질 탄화수소 가스, LPG를 공급원료로 사용하는 것과 별도로, 천연가스와 같은 다른 탄화수소 공급원료를 또한 사용할 수 있다.
선택적으로, 단계 i)에서 별도의 LPG 스트림이 또한 형성되고, 이것도 역시 수소 생성 유닛에서 탄화수소 공급원료로 사용된다. 바람직하게, 단계 i)에서 나프타 스트림 및 LPG 스트림은 동일한 유닛, 예컨대 분리 유닛, 예를 들어 증류 유닛으로부터 회수된다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 수소 생성 유닛은 상기 경질 탄화수소 가스 스트림 및 상기 탄화수소 공급원료에 대해, 바람직하게 황-염소-금속 흡수 또는 촉매 유닛인 세정 유닛에서 세정; 선택적으로 예비개질 유닛에서 예비개질; 스팀 개질 유닛에서 촉매 스팀 메탄 개질; 수성 가스 이동 유닛에서 수성 가스 이동 전환; 선택적으로 CO2-분리기 유닛에서 이산화탄소 제거; 및 선택적으로 수소 정제 유닛에서 수소 정제를 거치는 것을 포함한다. 상기 다른, 즉 별도의 탄화수소 공급원료, 예컨대 천연가스의 제공은 선택적임이 이해될 것이다.
특정 실시형태에서, 수소 정제 유닛은 압력 스윙 흡착 유닛(PSA 유닛)이며, 상기 PSA 유닛은 오프가스 스트림을 생성하고, 이것은 수소 생성 유닛의 스팀 개질 유닛에서 연료로 사용되며, 및/또는 단계 i)의 수소화처리 스테이지, 및/또는 단계 ii)의 방향족화 스테이지 중 어느 것에서 연소식 히터에, 및/또는 스팀 생성에 사용된다. 이것은 탄화수소 소비의 추가 감소를 가능하게 하며, 이로써 에너지 소비 수치가 개선되는데, 즉 연소되어야(불태워야) 하는 PSA 오프가스가 상기 과정에서 적절히 사용됨으로써 에너지 효율이 높아진다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 스팀 개질 유닛은 개질을 위한 열이 복사와 함께 대류에 의해 전달되는 대류 개질기, 바람직하게 하나 이상의 바요넷 개질 튜브를 포함하는 개질기, 예컨대 HTCR 개질기, 즉 Topsoe 바요넷 개질기; 개질을 위한 열이 복사로에서 주로 복사에 의해 전달되는 관형 개질기, 즉 종래의 스팀 메탄 개질기(SMR); 산소 및 스팀에 의한 탄화수소 원료의 부분 산화 후 촉매 개질이 수행되는 자열 개질기(ATR); 촉매 개질을 위한 열을 생성하기 위해 전기 저항이 사용되는 전열 스팀 메탄 개질기(e-SMR); 또는 이들의 조합이다. 특히, e-SMR을 사용하는 경우, 녹색 자원의 전기, 예컨대 풍력, 수력 및 태양열 소스에 의해 생성된 전기가 활용될 수 있고, 이로써 이산화탄소 발자국이 더 최소화된다.
이들 개질기에 대한 더 이상의 정보는 출원인의 특허 및/또는 문헌에 상세히 제공된다. 예를 들어, 관형 및 자열 개질은 "Tubular reforming and autothermal reforming of natural gas - an overview of available processes"(Ib Dybkjaer, Fuel Processing Technology 42 (1995) 85-107)에 설명되고, HTCR은 EP 0535505에 설명된다. 대규모 수소 제조를 위한 ATR 및/또는 SMR에 대해서는, 예를 들어 논문 "Large-scale Hydrogen Production"(Jens R. Rostrup-Nielsen and Thomas Rostrup-Nielsen, CATTECH 6, 150-159 (2002))를 참조한다. 더 최신 기술인 e-SMR은 특히 WO 2019/228797 A1에 언급된다.
한 실시형태에서, 스팀 개질 유닛의 촉매는 개질 촉매, 예를 들어 니켈-기반 촉매이다. 한 실시형태에서, 수성 가스 이동 반응의 촉매는 수성 가스 이동 반응에서 활성인 임의의 촉매이다. 상기 두 촉매는 동일하거나 상이할 수 있다. 개질 촉매의 예는 Ni/MgAl2O4, Ni/Al2O3, Ni/CaAl2O4, Ru/MgAl2O4, Rh/MgAl2O4, Ir/MgAl2O4, Mo2C, Wo2C, CeO2, Ni/ZrO2, Ni/MgAl2O3, Ni/CaAl2O3, Ru/MgAl2O3, 또는 Rh/MgAl2O3, Al2O3 캐리어 상의 귀금속이지만, 개질에 적합한 다른 촉매들도 또한 고려될 수 있다. 촉매 활성 물질은 Ni, Ru, Rh, Ir, 또는 이들의 조합일 수 있고, 세라믹 코팅은 Al2O3, ZrO2, MgAl2O3, CaAl2O3, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 잠재적으로 Y, Ti, La, 또는 Ce의 산화물과 혼합될 수 있다. 반응기의 최대 온도는 850-1300℃일 수 있다. 원료 가스의 압력은 15-180 bar, 바람직하게 약 25 bar일 수 있다. 스팀 개질 촉매는 스팀 메탄 개질 촉매 또는 매탄 개질 촉매로 또한 표시된다.
본 발명의 제1 양태에 따른 실시형태에서, 수소 스트림을 단계 i)의 수소화처리 스테이지 및/또는 단계 ii)의 방향족화 스테이지 중 어느 것으로 보내기 전에 메이크업 수소 스트림이 메이크업 압축기 및 선택적으로 또한 재순환 압축기를 포함하는 압축기 섹션을 통과하며, 메이크업 압축기는 또한 수소 재순환 스트림을 생성하고, 이것은 수소 생성 유닛에, 및/또는 수소 생성 유닛의 세정 유닛에 첨가된다.
이것은 수소 생성 플랜트와 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물의 생성을 위한 플랜트의 통합을 가능하게 하는데, 예를 들어 세정 유닛에서 황의 수소화를 위해 수소 생성 유닛 내에서 수소를 재순환시키기 위한 별도의 또는 전용 압축기가 필요하지 않기 때문이다.
제2 양태에서, 본 발명은 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 생성하기 위한 플랜트, 즉 공정 플랜트이며, 상기 플랜트는
- 나프타 생성물을 생성하기 위한, 타르-함유 공급원료를 수용하고 선택적으로 또한 압축된 수소 스트림을 수용하도록 배치된 수소화처리 섹션으로서, 수소처리 유닛 및 수소화분해 유닛을 포함하는 수소화처리 섹션;
- 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물 및 액체 석유 가스(LPG) 스트림으로서 경질 탄화수소 가스 스트림을 생성하기 위한, 촉매, 바람직하게 알루미노실리케이트 제올라이트를 포함하는 촉매를 함유하는 반응기를 포함하고 상기 나프타 생성물을 수용하도록 배치된 방향족화 섹션;
- 수소 스트림을 생성하기 위한, 상기 경질 탄화수소 가스 스트림을 수용하도록 배치되고 선택적으로 또한 천연가스 스트림과 같은 별도의 탄화수소 공급원료 스트림을 수용하도록 배치된 수소 생성 유닛(HPU)
을 포함한다.
본 발명의 제1 양태의 상기 실시형태 중 어느 것 및 관련된 이익은 본 발명의 제2 양태와 함께 사용될 수 있다.
단독 도면은 본 발명의 실시형태에 따른 전체 방법/플랜트의 도식적 플로우 다이어그램을 도시한다.
첨부한 도면을 참조하면, 전체 방법/플랜트(10)의 블록 플로우 다이어그램이 도시되며, 여기서 코크스로 타르 원료 또는 타이어, 예를 들어 폐타이어의 열분해 생성물과 같은 타르-함유 공급원료(12)가 수소화처리 스테이지(110)에 도입된다. 이 스테이지 또는 섹션(110)은 원료 섹션 및 금속 제거, 디올레핀 제거, 및 벌크 황 및 질소 제거를 위한 하나 이상의 가드, 예를 들어 층 가드의 사용을 포함하는 컨디셔닝 단계 또는 섹션을 포함하는 반응기 섹션(110')을 포함한다. 스테이지 또는 섹션(110)은 또한 하나 이상의 수소처리(HDT) 유닛(반응기)뿐만 아니라 하나 이상의 하류 수소화분해(HCR) 유닛을 포함하며, 이로써 깊은 황 및 질소 제거 및 방향족 포화가 가능해진다. 선택적인 탄화수소 생성물 특성 개선도 제공될 수 있다. 수소화처리 스테이지 또는 섹션(110)은 분리 스테이지(110")를 포함하고, 이것은 중간 생성물인 나프타 스트림(14), 디젤(16) 및 윤활유 베이스 스톡(윤활유용 베이스 오일)과 같은 하부 생성물(18)의 형태로 탄화수소 생성물을 생성한다. 또한, LPG 스트림(20)이 생성된다.
다음에, 나프타 스트림(14)은 알루미노실리케이트 제올라이트를 포함하는 촉매를 함유하는 반응기를 포함하는 방향족화 스테이지(120)로 보내지고, 이로써 나프타의 방향족 함량이 증가하며, 가솔린 비등 범위에서 비등하는 결과의 탄화수소 생성물(22)에서 옥탄가가 유의하게 증가하여 옥탄가(RON)가 85 이상, 예컨대 90 이상인 고 품질 가솔린 생성물이 형성된다. 방향족화 스테이지는 또한 이성질화 스테이지(미도시)를 포함할 수 있다. 방향족화 스테이지(120)로부터 경질 탄화수소 가스 스트림, 특히 LPG 스트림(24)이 생성되고, 이것은 이후 수소 생성 유닛(130)에서 스팀 개질을 위한 메이크업 가스로 사용되는 천연가스와 같은 선택적인 별도의 탄화수소 공급원료 스트림(26)과 함께 수소 생성 유닛(130)의 원료로 사용된다. 도면에 도시된 대로, 분리 섹션(110")으로부터의 LPG 스트림(20)이 또한 첨가될 수 있다. LPG 스트림(들)은 혼합될 수 있고, 이후 천연가스 스트림(26)과 함께 수소 생성 유닛(130)에 공급될 수 있다.
수소 제조 분야에서 잘 알려진 대로, 수소 생성 유닛(130)은 황-염소-금속 흡수 또는 촉매 유닛과 같은 세정 유닛, 하나 이상의 예비개질기 유닛, 스팀 개질기, 바람직하게 대류 개질기(예를 들어, HTCR), 및 수성 가스 이동 유닛(들)을 포함하는 제1 섹션(130')을 포함한다; 이들 유닛은 도면에 도시되지 않는다. 가스를 더 부화시키고 수소 스트림(28)을 생성하기 위해 PSA 유닛(130")과 같은 수소 정제 유닛이 선택적으로 제공된다. PSA 유닛으로부터의 오프가스(PSA 오프가스)(30)는 수소 생성 유닛에서 연료로 사용되며, 특히 HTCR 유닛의 연료로, 더 구체적으로는 HTCR 유닛의 버너 연료로 사용되고, 또한 수소화처리 스테이지(110)에도 사용된다.
수소 스트림(28)은 생성물로 수출될 수 있고 및/또는 상기 과정에서 메이크업 수소로 사용될 수 있다. 상기 과정에서 사용하기 위해, 수소 스트림(28)은 메이크업 가스 압축기 및 선택적으로 또한 재순환 압축기(미도시)를 포함하는 압축기 섹션(140)으로 보내진다. 다음에, 수소화처리 스테이지(110)에서 생성되었을 수 있는 선택적인 수소-부화 스트림(미도시) 및 메이크업 수소 스트림(28)이 각각 재순환 압축기 및 메이크업 압축기에 의해 압축되고, 수소화처리 스테이지(110)에 메이크업 수소 스트림(30)으로서, 선택적으로 또한 (미도시) 방향족화 스테이지(120)에 수소를 첨가하기 위해 사용된다. 메이크업 압축기로부터의 수소 스트림(32)은 수소 생성 유닛(130)으로 재순환된다.

Claims (15)

  1. 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 생성하기 위한 방법으로서,
    i) 타르-함유 공급원료를 하나 이상의 수소화처리 스테이지에 의해 나프타 스트림을 포함하는 30℃ 이상에서 비등하는 탄화수소 생성물로 전환하며, 여기서 상기 하나 이상의 수소화처리 스테이지는 수소처리 및 수소화분해 단계를 포함하고, 이어서 분리 스테이지가 수행되어 상기 나프타 스트림을 생성하는 단계;
    ii) 상기 나프타 스트림을 나프타 스트림과 촉매, 바람직하게 알루미노실리케이트 제올라이트를 포함하는 촉매의 접촉을 포함하는 방향족화 스테이지를 통과시킴으로써 상기 나프타 스트림을 개선하는 단계로서, 이로써 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물 및 액체석유가스(LPG) 스트림으로서 별도의 경질 탄화수소 가스 스트림을 생성하는 단계;
    iii) 상기 경질 탄화수소 가스 스트림의 적어도 일부를 수소 생성 유닛으로 보내서 수소 스트림을 생성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 타르-함유 공급원료는 적어도 45 wt% 방향족, 예를 들어 50 wt% 이상의 방향족을 함유하는 타이어의 열분해로부터의 생성물인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 타르-함유 공급원료는 적어도 25 wt% 방향족, 예컨대 적어도 30%, 또는 적어도 40 wt%, 예를 들어 50 wt% 또는 60 wt% 방향족을 함유하는 코크스로 타르인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    iv) 수소 스트림의 적어도 일부를 단계 i)의 수소화처리 스테이지 및/또는 단계 ii)의 방향족화 스테이지 중 어느 것으로 보내는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 타르-함유 공급원료는 상기 단계 i)로 보내지기 전에 산 세척 단계를 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 i)는 금속 제거, 디올레핀 제거, 및 벌크 황 및 질소 제거를 위한 하나 이상의 가드, 예를 들어 층 가드의 사용을 포함하는 컨디셔닝 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 ii)에서 촉매는 알루미노실리케이트 제올라이트에 포함되며, 예컨대 MFI 구조를 갖는 제올라이트, 특히 ZSM-5, 바람직하게 Zn/ZSM-5, ZnP/ZSM-5, Ni/ZSM-5, 또는 이들의 조합에 포함된 촉매이고; 온도는 300-500℃의 범위이고, 압력은 1-30 bar이며, 선택적으로 수소가 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 ii)는 상기 방향족화 스테이지 후 이성질화 스테이지를 제공하는 것을 포함하며, 상기 방향족화 스테이지는 미정제의 개선된 나프타 스트림을 생성하고, 이것이 상기 이성질화 스테이지를 통과함으로써 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물이 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 경질 탄화수소 가스 스트림의 일부 또는 나프타 스트림의 일부를 상기 미정제의 개선된 나프타 스트림을 퀀칭하기 위한 열 교환 매체로 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 생성 유닛은 천연가스와 같은 탄화수소 공급원료를 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 생성 유닛은 상기 경질 탄화수소 가스 스트림 및 상기 탄화수소 공급원료를, 바람직하게 황-염소-금속 흡수 또는 촉매 유닛인 세정 유닛에서 세정; 선택적으로 예비개질 유닛에서 예비개질; 스팀 개질 유닛에서 촉매 스팀 메탄 개질; 수성 가스 이동 유닛에서 수성 가스 이동 전환; 선택적으로 CO2-분리기 유닛에서 이산화탄소 제거; 및 선택적으로 수소 정제 유닛에서 수소 정제;하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 수소 정제 유닛은 압력 스윙 흡착 유닛(PSA 유닛)이며, 상기 PSA 유닛은 오프가스 스트림을 생성하고, 이것은 수소 생성 유닛의 스팀 개질 유닛에서 연료로 사용되며, 및/또는 단계 i)의 수소화처리 스테이지, 및/또는 단계 ii)의 방향족화 스테이지 중 어느 것에서 연소식 히터에, 및/또는 스팀 생성에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 스팀 개질 유닛은 대류 개질기, 관형 개질기, 자열 개질기(ATR), 전열 스팀 메탄 개질기(e-SMR), 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 수소 스트림을 단계 i)의 수소화처리 스테이지 및/또는 단계 ii)의 방향족화 스테이지 중 어느 것으로 보내기 전에 수소 스트림이 메이크업 압축기 및 선택적으로 또한 재순환 압축기를 포함하는 압축기 섹션을 통과하며, 메이크업 압축기는 또한 수소 재순환 스트림을 생성하고, 이것은 수소 생성 유닛에, 및/또는 수소 생성 유닛의 세정 유닛에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 가솔린 비등 범위에서 비등하는 탄화수소 생성물을 생성하기 위한 플랜트로서,
    - 나프타 생성물을 생성하기 위한, 타르-함유 공급원료를 수용하고 선택적으로 또한 압축된 수소 스트림을 수용하도록 배치된 수소화처리 섹션으로서, 수소처리 유닛 및 수소화분해 유닛을 포함하는 수소화처리 섹션;
    - 가솔린 비등 범위에서 비등하는 상기 탄화수소 생성물 및 액체 석유 가스(LPG) 스트림으로서 경질 탄화수소 가스를 생성하기 위한, 촉매, 바람직하게 알루미노실리케이트 제올라이트를 포함하는 촉매를 함유하는 반응기를 포함하고 상기 나프타 생성물을 수용하도록 배치된 방향족화 섹션;
    - 수소 스트림을 생성하기 위한, 상기 경질 탄화수소 가스 스트림을 수용하도록 배치되고 선택적으로 또한 천연가스 스트림과 같은 별도의 탄화수소 공급원료 스트림을 수용하도록 배치된 수소 생성 유닛(HPU)
    을 포함하는 플랜트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3871993A (en) 1974-03-29 1975-03-18 Mobil Oil Corp Upgrading the octane value of naphtha employing a crystalline aluminosilicate zeolite which has a high silica to alumina ratio wherein alumina is incorporated in the interstices of the zeolite crystal
DK162891A (da) 1991-09-23 1993-03-24 Haldor Topsoe As Fremgangsmaade og reaktor til gennemfoerelse af ikke-adiabatiske reaktioner.
AU6654298A (en) * 1997-02-18 1998-09-08 Exxon Chemical Patents Inc. Naphtha aromatization process
US9039790B2 (en) * 2010-12-15 2015-05-26 Uop Llc Hydroprocessing of fats, oils, and waxes to produce low carbon footprint distillate fuels
US8617384B2 (en) * 2011-10-07 2013-12-31 Uop Llc Integrated catalytic cracking gasoline and light cycle oil hydroprocessing to maximize p-xylene production
US9752080B2 (en) 2013-03-27 2017-09-05 Haldor Topsoe A/S Process for producing hydrocarbons
US9862898B2 (en) * 2013-07-02 2018-01-09 Saudi Basic Industries Corporation Process and installation for the conversion of crude oil to petrochemicals having an improved BTX yield
FI126812B (en) 2013-11-21 2017-05-31 Upm Kymmene Corp INTEGRATED PROCESS FOR THE PREPARATION OF HYDROCARBON
WO2016054316A1 (en) 2014-10-03 2016-04-07 Saudi Arabian Oil Company Two-step process for aromatics production from natural gas/shale gas condensates
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