JP2007511634A - フィッシャー・トロプシュ法の生成物の品質を向上させるための方法 - Google Patents

フィッシャー・トロプシュ法の生成物の品質を向上させるための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化精製するための方法に関する。本発明は、特に、フィッシャー・トロプシュ合成により供給された炭化水素流から液体燃料を生成するための統合された方法に関する。本方法は、フィッシャー・トロプシュ生成物を軽質留分(ＦＴ凝縮液)及び重質留分に分離することを含む。重質留分は、水素化分解条件、好ましくは複数の触媒床を通過させる水素化分解条件に供し、鎖長を低減させる。最終触媒床を経た水素化分解反応の生成物は分離工程に供する。より軽質の物質はフィッシャー・トロプシュ凝縮液と合わせ、水素化精製する。水素化精製条件により、二重結合は水素化され、含酸素化合物類はパラフィン類に還元され、生成物は脱硫及び脱窒される。分離工程からの、より重質の物質は、水素化異性化のために潤滑油プラントに送るか、又は次の分別工程に供して燃料及び中間留分を生成する。

Description

本発明は、留出範囲成分の水素化分解を最小にする、フィッシャー・トロプシュ生成物の水素化精製のための手段を対象とする。
今日の世界において使用されている可燃性液体燃料の過半は原油から誘導されている。しかし、原油を燃料源として用いることに対しては若干の限界がある。例えば、原油は供給量が限られており、癌をひき起こすと考えられている芳香族化合物を含有し、環境に悪影響を及ぼし得る硫黄及び窒素含有化合物を含有する。
可燃性液体燃料を開発するための代替源が望ましい。一つの豊富な供給源は天然ガスである。天然ガスの可燃性液体燃料への変換は、典型的には、大半がメタンである天然ガスを、一酸化炭素及び水素の混合物である合成ガスに変換することを含む。合成ガスから製造された燃料を用いることの利点は、それらの燃料が典型的には容易に検知し得る量の窒素及び硫黄を含有せず、一般的に芳香族化合物を含有しないことである。従って、それらの燃料は、従来の石油系燃料よりも健康及び環境への影響が少ない。フィッシャー・トロプシュ合成は、合成ガスをより高い分子量の炭化水素生成物に変換するための好ましい手段である。
フィッシャー・トロプシュ合成は多量のＣ２０＋蝋を生成する条件下で頻繁に行われるが、このＣ２０＋蝋は留出燃料を提供するためには水素化精製されなくてはならない。しばしば、この蝋は、鎖長を低減するために水素化分解され、次に含酸素化合物類を低減し、オレフィン類をパラフィン類に還元するために水素化精製される。長鎖炭化水素に選択性を有する触媒も開発されているが、水素化分解は、供給原料中のすべての炭化水素の鎖長を低減させてしまいやすい。供給原料が、すでに所望の範囲、例えば留出燃料範囲である炭化水素を含有している場合、それらの炭化水素の水素化分解は望ましくない。
留出燃料範囲における炭化水素の水素化分解を最小にする、フィッシャー・トロプシュワックスを水素化精製するための方法を提供することは有益であろう。本発明はそのような方法を提供するものである。
米国特許第６，５８３，１８６号には、留出成分を過度に分解することなくフィッシャー・トロプシュ生成物を水素化精製する手段が開示されている。しかし、この方式では、より重質の水素化分解された物質のすべてが、フィッシャー・トロプシュ凝縮液のような、より軽質の物質と再混合され、引き続いて水素化精製される。本発明におけるように水素化分解に続く段間分離工程が存在することはない。
米国特許第６，２２４，７４７号には、統合された水素化変換法における水素化分解反応域中のＶＧＯ流を水素化分解することが開示されている。水素化分解反応域からの流出物は、段間分離なしに、軽質芳香族化合物含有供給原料流と合わされ、ブレンドされた流れは水素化精製反応域において水素化精製される。水素化分解された流出物は、水素化精製反応域のための熱シンクとして役立つ。この統合された反応系は、単一の水素供給、及び２つの反応系における使用のための再循環系を備えている。この特許は、本発明のように、フィッシャー・トロプシュ生成物の水素化精製を対象としてはいない。しかも、水素化分解段階と水素化精製段階との間の段間分離がない。
発明の概要
本発明は、留出範囲成分の水素化分解を最小にする、フィッシャー・トロプシュ生成物を水素化精製するための手段を対象とする。そのことは、資本投資の低減、特に大規模プラントのための資本投資の低減、操作コストの低減、及びより価値の高い生成物の生産の増大をもたらす。
本発明は、より具体的には、蝋を含有する第一炭化水素流及び凝集液を含有する第二炭化水素流を含有するフィッシャー・トロプシュ生成物の処理のための統合された水素化変換方法であって、水素化分解段階と水素化精製段階の少なくとも二つの段階を有し、各段階が少なくとも一つの反応域を有し、
（ａ）第一炭化水素流を第一富水素気体流と合わせ、第一供給原料を生成する工程、
（ｂ）工程(ａ)の第一供給原料を、水素化分解条件において維持される水素化分解反応域に送り、標準的に液相の成分及び標準的に気相の成分を含有する水素化分解域流出物を生成する工程、
（ｃ）工程(ｂ)の水素化分解域流出物を熱交換器又は熱交換器系列に送り、そこで冷却する工程、
（ｄ）工程(ｃ)の冷却された流出物の成分を蒸気流及び液体流に分離する工程、
（ｅ）工程(ｄ)の蒸気流を第二炭化水素流と合わせ、第二供給原料を生成し、工程(ｄ)の液体流を潤滑油製造に、又は燃料生成物及びディーゼル生成物の製造のための更なる処理に送る工程、
（ｆ）工程(ｅ)の第二供給原料を、第二炭化水素流中に存在する硫黄、窒素、含酸素化合物及び不飽和化合物の含量を低減させるのに十分な条件で維持される水素化精製域に送り、水素化精製域流出物を生成する工程、
（ｇ）工程(ｆ)の水素化精製域流出物を、生成物含有液体流と第二富水素気体流に分離する工程、
（ｈ）工程(ｇ)の液体流を更なる処理に送り、工程(ｇ)の富水素気体流を、軽質富水素気体流と液体生成物含有流とへの更なる分離に送る工程、及び
（ｉ）工程(ｈ)の富水素気体流の少なくとも一部を水素化分解域及び水素化精製域に再循環させる工程
を含む、上記方法として記載される。
発明の詳細な説明
供給原料
スラリー床反応器において行われるフィッシャー・トロプシュ反応からの生成物は一般的に軽質留分(凝縮液留分としても知られている)及び重質留分(蝋留分としても知られている)を含有する。本発明において、蝋留分は、水素化分解装置への供給原料を含有し、凝縮液は水素化精製装置への供給原料の一部を含有する。凝縮液は、約７００°Ｆより低い沸点の炭化水素(テールガスから中間留出物までであり、約Ｃ３０まで高くなるにつれて物質の量が段々少なくなる)、好ましくはＣ５−６５０°Ｆの範囲の沸点を有する炭化水素を含有する。蝋質反応生成物は、約６００°Ｆより高い沸点の炭化水素(例えば、減圧ガス油から重質パラフィン類までであり、約Ｃ１０まで低くなるにつれて物質の量が段々少なくなる)を含有する。
フィッシャー・トロプシュ合成工程からの気体反応生成物(凝縮液の一部)は冷却され、凝縮され、種々の留分が回収される場合、回収された最初の液体留分は、次の留分よりも高い平均分子量を有する傾向がある。
先に記載された軽質留分及び重質留分は任意選択的に他の流れ、例えば石油精製からの流れからの炭化水素と合わせることができる。軽質留分は、例えば、原油及び／又は天然ガス井から回収された液体の分別蒸留から得られる同様の留分と合わせることができる。重質留分は、例えば含蝋原油、原油及び／又は石油脱油化操作及び脱蝋化操作からのスラックワックスと合わせることができる。
軽質留分は典型的にはモノオレフィン類及びアルコール類を含む炭化水素の混合物を含有する。モノオレフィン類は典型的には軽質留分の少なくとも約５．０重量％の量で存在する。通常、アルコール類は、典型的には少なくとも約０．５重量％又はそれより多くの量で存在する。
条件−水素化分解段階
水素化分解反応域における反応条件には、約２５０℃乃至約５００℃(４８２°Ｆ−９３２°Ｆ)の反応温度、約３．５ＭＰａ乃至約２４．２ＭＰａ(５００−３，５００ｐｓｉ)の圧力、約０．１時間−１乃至約２０時間−１の供給速度(油容量／触媒容量・時間)が含まれる。水素循環速度は一般的に約３５０標準リットルＨ２／ｋｇ油から１，７８０標準リットルＨ２／ｋｇ油まで(２，３１０−１１，７５０標準立方フィート／バレル)の範囲である。好ましい反応温度は約３４０℃乃至約４５５℃(６４４°Ｆ−８５１°Ｆ)の範囲である。好ましい全反応圧は約６．９ＭＰａ乃至約２０．７ＭＰａ(１，０００−３，０００ｐｓｉ)の範囲である。好ましい触媒系では、好ましいプロセス条件には、約６．９ＭＰａ乃至約２０．７ＭＰａ(１，０００−３，０００ｐｓｉ)の圧力、約３７９−９０９標準リットルＨ２／ｋｇ油(２，５００−６，０００ｓｃｆ／ｂｂｌ)の、気体対油比、約０．５時間−１−１．５時間−１のＬＨＳＶ及び３５０℃乃至４２７℃(６６２°Ｆ−８００°Ｆ)の範囲の温度を含む水素化分解条件下で炭化水素供給原料を水素と接触させることが含まれることが見出された。
水素化分解段階における条件は、少なくとも２５％、好ましくは３０％乃至９０％の沸点変換をもたらすのに十分なものである。変換は、供給原料の比較的高い沸点の分子を、より低い沸点の成分に分解することを含む。
触媒−水素化分解段階
水素化分解段階及び水素化精製段階は、各々一つ以上の触媒を含有することができる。いずれかの段階において、一つより多くの別個の触媒が存在する場合、それらはブレンドすることもできるし、別個の層として存在することもできる。層状触媒系は、例えば、米国特許第４，９９０，２４３号に教示されており、その開示は参照により実際上本明細書の記載の一部とする。水素化分解段階のために有用な水素化分解触媒はよく知られている。一般的に、水素化分解触媒は、分解成分及び酸化物担体材料又はバインダー上の水素化成分を含有する。分解成分は、非晶質分解成分及び／又はＹ型ゼオライト、超安定Ｙ型ゼオライト又は脱アルミニウムされたゼオライトのようなゼオライトを含むことができる。好適な非晶質分解成分はシリカ−アルミナである。
触媒粒子の水素化成分は、触媒水素化活性を与えることが知られている元素から選ばれる。ＶＩＩＩ族(ＩＵＰＡＣ表記法)元素及び／又はＶＩ族(ＩＵＰＡＣ表記法)元素から選ばれる少なくとも一つの金属成分が一般的に選ばれる。ＶＩ族元素には、クロム、モリブデン及びタングステンが含まれる。ＶＩＩＩ族元素には、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金が含まれる。触媒中の水素化成分（単数又は複数）の量は、全触媒１００重量部当りの金属酸化物（単数又は複数）として計算して約０．５重量％乃至約１０重量％のＶＩＩＩ族金属成分（単数又は複数）及び約５重量％乃至約２５重量％のＶＩ族金属成分（単数又は複数）の範囲が適している。なお、この重量パーセンテージは硫化する前の触媒の重量を基準とする。触媒中の水素化成分は酸化形態及び／又は硫化形態とすることができる。少なくともＶＩ族金属成分とＶＩＩＩ族金属成分の組み合わせが(混合された)酸化物として存在する場合、その組み合わせは、水素化分解における適切な使用に先立って硫化処理に供するのが良い。好適には、その触媒は、ニッケル及び／もしくはコバルトの一つ以上の成分、並びにモリブデン及び／もしくはタングステンの一つ以上の成分、又は白金及び／もしくはパラジウムの一つ以上の成分を含有する。ニッケル及びモリブデン、ニッケル及びタングステン、白金及び／又はパラジウムを含有する触媒が特に好ましい。
本発明の水素化分解触媒粒子は、水素化金属の活性源をバインダーとブレンドするか、又は同時混練することにより調製することができる。好適なバインダーの例には、シリカ、アルミナ、クレー、ジルコニア、チタニア、マグネシア及びシリカ−アルミナが含まれる。バインダーとしてアルミナの使用が好ましい。触媒粒子を所望の用途に合わせて調製するため、所望により、燐(ＩＩＩ)のような他の成分を添加することができる。次に、ブレンドされた成分は、押出し等により付形がされ、乾燥され、６４９℃(１，２００°Ｆ)までの温度において焼成され、最終触媒粒子が生成される。非晶質触媒粒子を調製する、代替的な、等しく好適な方法には、押出し、乾燥及び焼成、続いて含浸のような方法を用いて酸化物粒子上に水素化金属を沈積させることにより、酸化物バインダー粒子を調製することが含まれる。次に、水素化金属を含有する触媒粒子は、水素化分解触媒としての使用の前に、更に乾燥され、焼成される。
条件−水素化精製段階
水素化精製装置は、第二炭化水素流から窒素化合物、酸素化合物及び不飽和化合物の少なくとも一部を除去するのに十分な条件で維持される。水素化精製装置は、任意選択的に、一つ以上の反応域への比較的に低温の流れの添加により調節される、反応域内の発熱性加熱により生じ得る温度勾配を除いて、水素化分解装置よりも低い温度で操作される。反応域を通る反応体液体流の供給速度は、０．１乃至２０時間−１液空間速度の範囲である。水素化精製装置において典型的に用いられる水素化精製条件には、約１５０℃乃至約５００℃(３０２°Ｆ乃至９３２°Ｆ)の反応温度、約２．１ＭＰａ乃至約２４．２ＭＰａ(３００乃至３，５００ｐｓｉ)の圧力、約０．１時間−１乃至約２０時間−１の供給速度(油容量／触媒容量・時間)が含まれる。水素循環速度は一般的に約３５０標準リットルＨ２／ｋｇ油から１，７８０標準リットルＨ２／ｋｇ油まで(２，３１０−１１，７５０標準立方フィート／バレル)の範囲である。
好ましい反応温度は約２００℃乃至約４２７℃(３９２°Ｆ−８００°Ｆ)の範囲である。好ましい全反応圧は約６．９ＭＰａ乃至約２０．７ＭＰａ(１，０００−３，０００ｐｓｉ)の範囲である。
水素化精製条件において維持される水素化精製段階では、水素化精製触媒が含有される。水素化精製のために知られた触媒は水素化精製装置用に有用である。そのような水素化精製触媒は、硫黄、窒素、含酸素化合物及び／又は不飽和分子を含有する供給原料の水素化変換に適している。そのような触媒は一般的にＶＩＩＩ族(ＩＵＰＡＣ表記法)元素から選ばれる少なくとも一つの金属成分及び／又はＶＩ族(ＩＵＰＡＣ表記法)元素から選ばれる少なくとも一つの金属成分を含有する。ＶＩ族元素には、クロム、モリブデン及びタングステンが含まれる。ＶＩＩＩ族元素には、鉄、コバルト及びニッケルが含まれる。水素化精製触媒において、貴金属、特にパラジウム及び／又は白金が単独で又は他の元素と組み合わされて含まれ得るが、水素化成分としての貴金属の使用は好ましくない。
触媒中の水素化成分（単数又は複数）の量は、全触媒１００重量部当りの金属酸化物（単数又は複数）として計算して約０．５重量％乃至約１０重量％のＶＩＩＩ族金属成分（単数又は複数）及び約５重量％乃至約２５重量％のＶＩ族金属成分（単数又は複数）の範囲が適している。なお、この重量パーセンテージは硫化する前の触媒の重量を基準とする。触媒中の水素化成分は酸化形態及び／又は硫化形態とすることができる。少なくともＶＩ族金属成分とＶＩＩＩ族金属成分の組み合わせが(混合された)酸化物として存在する場合、その組み合わせは、水素化分解における適切な使用に先立って硫化処理に供するのが良い。好適には、その触媒は、ニッケル及び／又はコバルトの一つ以上の成分並びにモリブデン及び／又はタングステンの一つ以上の成分を含有する。コバルト及びモリブデンを含有する触媒が特に好ましい。
本発明の水素化精製触媒粒子は、水素化金属の活性源をバインダーとブレンドするか、又は同時混練することにより好適に調製される。好適なバインダーの例には、シリカ、アルミナ、クレー、ジルコニア、チタニア、マグネシア及びシリカ−アルミナが含まれる。バインダーとしてアルミナの使用が好ましい。触媒粒子を所望の用途に合わせて調製するため、所望により、燐(ＩＩＩ)のような他の成分を添加することができる。次に、ブレンドされた成分は、押出し等により付形がされ、乾燥され、６４９℃(１，２００°Ｆ)までの温度において焼成され、最終触媒粒子が生成される。非晶質触媒粒子を調製する、代替的な、等しく好適な方法には、押出し、乾燥及び焼成、続いて含浸のような方法を用いて酸化物粒子上に水素化金属を沈積させることにより、酸化物バインダー粒子を調製することが含まれる。次に、水素化金属を含有する触媒粒子は、水素化分解触媒としての使用の前に、更に乾燥され、焼成される。
本方法は、適切なＡＳＴＭ試験操作により求められた約１２１℃−３７１℃(２５０°Ｆ−７００°Ｆ) の範囲の沸点を有する中間留分画分の製造に特に有用である。約１２１℃−３７１℃(２５０°Ｆ−７００°Ｆ) の沸点範囲を有する中間留分画分とは、少なくとも７５容量％、好ましくは８５容量％の中間留分の成分が約１２１℃(２５０°Ｆ)より高い標準沸点を有すること、更に、少なくとも約７５容量％、好ましくは８５容量％の中間留分の成分が３７１℃(７００°Ｆ)より低い標準沸点を有することを意味する。「中間留分」という用語は、ディーゼル、ジェット燃料及び灯油沸点範囲画分を含むことが意図されている。灯油又はジェット燃料沸点範囲は約１３８℃−２７４℃(２８０°Ｆ−５２５°Ｆ)の温度範囲をいうことが意図されており、「ディーゼル沸点範囲」という用語は約１２１℃−３７１℃(２５０°Ｆ−７００°Ｆ) の炭化水素沸点をいうことが意図されている。ガソリン又はナフサは通常、入手可能な炭化水素のＣ５乃至２０４℃(４００°Ｆ)終点画分である。任意の具体的なプラントにおいて回収される種々の生成物画分の沸点範囲は、炭化水素源の特徴、プラントの地元の市場、生成物価格等のような因子により変わるであろう。灯油及びディーゼル燃料特性における更なる詳細についてはＡＳＴＭ基準 Ｄ ９７５及びＤ ３６９９ ８３を参照すること。
以下に、本発明の好ましい態様を開示している図１を参照する。図面には、熱交換器、凝縮器、ポンプ及び圧縮機のような補助装置の種々の部分は含まれていないが、これらは本発明に本質的ではない。
好ましい態様の説明
図１において、２つのダウンフロー型反応器容器５及び１５が示されている。水素化分解である第一段階の反応は容器５において生じる。水素化精製である第二段階は容器１５において生じる。各容器は、少なくとも一つの反応域を含有する。容器５は、３つの触媒床を有するものとして示されており、一方、容器１５は単一の触媒床を有するものとして示されている。第一反応容器５は第一炭化水素流１を分解するためのものであり、主に予熱されたフィッシャー・トロプシュワックス及び分別からの再循環炭化水素から構成されている。炭化水素供給原料はその反応器において部分的に生成物に変換される。その反応器流出物１４は軽質気化炭化水素、留出油、重質非変換炭化水素、及びその反応において消費されなかった過剰の水素を含有する。流出物流１４は熱交換器(交換器２０)によりわずかに冷却され、その後に流れ１７として高温高圧セパレーター(ＨＨＰＳ)５５に送られる。水素化精製装置である第二反応容器１５により、第二炭化水素流３４からの、窒素含有分子、酸素含有分子及び不飽和の分子が除去される。流れ３４は、ＨＨＰＳからの蒸気を含有し、その流れはライン２からの予熱された凝縮液と合わされる。
本発明の統合されたプロセスにおいて、第一炭化水素流１は富水素気体流４と合わされて第一供給原料１２を生成し、第一反応容器５に送られる。富水素気体流４は５０％より多くの水素を含有し、その残量は炭化水素気体を含む変動量の軽質気体である。図に示された富水素気体流４は補給水素３と再循環水素２６とのブレンドである。経済的理由のために再循環水素流の使用が一般的に好ましいが、必須ではない。第一供給原料１は、一つ以上の交換器又は一つ以上の加熱器で加熱することができ(図１においてそれは示されていない)、それから富水素流４と合わされ、流れ１２を生成する。次に、流れ１２は、第一反応容器５に導入されるが、反応容器５中には第一段階（好ましくは水素化分解が行われる）が置かれている。第二段階（好ましくは水素化精製が行われる）は容器１５中に置かれている。
第一段階からの流出物である流れ１４は熱交換器２０において冷却される。流れ１４は、交換器２０から、流れ１７として出て、ＨＨＰＳ ５５に送られる。ＨＨＰＳ ５５から液体流３６が出て更なる処理に進む。流れ３６から一つの流れ(示されておらず)が取り出され、潤滑基油プラントに送られる。潤滑油プラント(示されていない)は、触媒脱蝋単位装置とその後にハイドロフィニッシング単位装置を含む。脱蝋装置において変換されない蝋質物質は、更なる処理のために流れ１に再循環することができ、一方、脱蝋された流出物はハイドロフィニッシングされる。次に、ハイドロフィニッシングされた物質は、常圧蒸留に供される。次に、より重質の流れは減圧蒸留することができ、軽質炭化水素基礎原料及び重質炭化水素基礎原料を生成する。
気体流３４はＨＨＰＳ ５５から出て、フィッシャー・トロプシュ凝縮液を含有する流れ２と合流した後、水素化精製のために容器１５に入る。容器１５流出物は流れ１８である。
容器１５において見出される第二反応域は、水素化精製触媒のような触媒の少なくとも一つの床を含有し、少なくとも一部の窒素、酸素及び少なくとも一部の第二供給原料中の不飽和化合物を変換するのに十分な条件で維持される。
第二段階の流出物（容器１５）である流れ１８は、熱交換器１０内におけるような、他のプロセス流との熱交換により回収され得る熱エネルギーを有する。水素化精製装置流出物流１８は空気冷却器(示されていない)により冷却することもできる。必要であれば、洗浄水を空気冷却器の上流に注入して空気冷却器管中の塩の沈積を防止することができる。第二段階流出物１８は流れ１９として交換器１０から出て、低温高圧セパレーターＣＨＰＳ ３５に送られる。ＣＨＰＳ ３５の液体流出物である流れ４２は分別に送られる。主として水素とその他の軽質気体を含有する気体塔頂流２６は圧縮機４０に送られ、そこで再圧縮され、一つ以上の反応容器への再循環物として、及び反応域を冷却させるための急冷流として送られる。水素をこのように使用することは本技術分野においてよく知られていることである。
流れ２６は、反応域において発生し得る硫化水素及びアンモニアのような汚染物質を除去するために、その流れをアルカリ性水溶液と接触させる手段を含んでいる吸収器(示されていない)に通すことができる。富水素気体流２６は、好ましくは、吸収装置から３８℃−１４９℃(１００°Ｆ−３００°Ｆ)又は３８℃−９３℃(１００°Ｆ−２００°Ｆ)の範囲の温度において回収される。
次に流れ２６は再循環気体圧縮機吸入部に流れる。再循環圧縮機は、再循環気体を流れ４として容器５に送る。再循環圧縮機排出気体の一部、ここでは流れ４は、反応器温度を制御するための急冷物質として水素化分解装置反応器である容器５に送られる。冷却物質として用いられない残存再循環気体は補給水素と合わされ、水素化分解反応器供給気体になる。その水素化分解反応器供給気体はプロセス流により加熱され、その後にフィッシャー・トロプシュワックス及び再循環炭化水素流１と合わされる。
図２は、燃料生成用に適合された図１の基本発明を示している。燃料の場合では、水素化精製反応器１５は一つではなく少なくとも２つの床を用いるように変更される。ライン２７においては床間冷却物質として水素が用いられる。
水素化精製装置１５の冷却された流出物であるライン１９は高温高圧セパレーター２５に進み、そこでその流出物は、気体流２１と、より重質の流れ２２に分離される。気体流２１は低温高圧セパレーター３５に進み、そこで図１の記載で説明されたように処理が続行し、塔頂流２６は圧縮機４０に進み、液体流出物４２は更に処理される。
高温高圧セパレーター２５の液体流出物である流れ２２は、図１に示されている流れ３６と合わされる。
流れ３６は高温低圧セパレーター６５に入り、そこで塔頂流４４と液体流出物３７に分離される。流れ４４は流れ４２と合わされ、低温低圧セパレーター７０に進む。燃料気体は塔頂から取り出され、一方、液体流出物４３は分別器５０に送られる。
流れ３７も分別器５０に送られ、そこで塔頂ガソリン流２８、ナフサ流２９、灯油留分３１及びディーゼル流３２に分離される。塔底流３３は水素化分解装置５に再循環される。好ましい留出生成物は１２１℃-３７１℃(２５０°Ｆ−７００°Ｆ)の温度範囲内の沸点範囲を有する。Ｃ５−２０４℃(Ｃ５−４００°Ｆ)の温度範囲内の沸点を有するガソリン又はナフサ留分も望ましい。
図３は、潤滑油生成用に適合された図１の基本発明を示している。潤滑油の場合では、水素化精製反応器１５は一つではなく少なくとも２つの床を用いるように変更される。ライン２７においては床間冷却物質として水素が用いられる。
水素化精製装置１５の流出物である流れ１８は熱交換器１０において冷却され、図１において示されているように流れ１９として低温高圧セパレーター３５に送られる。図１において示されているように、塔頂流れ２６は圧縮機４０に送られ、図２において示されているように液体流出物４２は更に処理される。流れ４４は流れ４２と合わされ、低温低圧セパレーター７０に進む。燃料気体は塔頂から取り出され、一方、液体流出物４３は分別器(示されていない)に進む。
燃料の場合である図２において示されているように、高温高圧セパレーター５５からの液体流出物である流れ３６は、気体流４４と液体流３７に分離される。しかし、図２とは異なり、ライン３７は分別器に送られるのではなく、潤滑油処理(詳細は示されていないが、脱蝋操作を含む)に進む。
好ましい態様の基本的な流れ図を示す。 基本的な流れ図のバリエーションを示す。 基本的な流れ図のバリエーションを示す。

Claims (11)

  1. 蝋を含有する第一炭化水素流及び凝集液を含有する第二炭化水素流を含有するフィッシャー・トロプシュ生成物の処理のための統合された水素化変換方法であって、水素化分解段階と水素化精製段階の少なくとも二つの段階を有し、各段階が少なくとも一つの反応域を有し、
    （ａ）第一炭化水素流を第一富水素気体流と合わせ、第一供給原料を生成する工程、
    （ｂ）工程(ａ)の第一供給原料を、水素化分解条件において維持される水素化分解反応域に送り、標準的に液相の成分及び標準的に気相の成分を含有する水素化分解域流出物を生成する工程、
    （ｃ）工程(ｂ)の水素化分解域流出物を熱交換器又は熱交換器系列に送り、そこで冷却する工程、
    （ｄ）工程(ｃ)の冷却された流出物の成分を蒸気流及び液体流に分離する工程、
    （ｅ）工程(ｄ)の蒸気流を第二炭化水素流と合わせ、第二供給原料を生成し、工程(ｄ)の液体流を潤滑油製造に、又は燃料生成物及びディーゼル生成物の製造のための更なる処理に送る工程、
    （ｆ）工程(ｅ)の第二供給原料を、第二炭化水素流中に存在する硫黄、窒素、含酸素化合物及び不飽和化合物の含量を低減させるのに十分な条件で維持される水素化精製域に送り、水素化精製域流出物を生成する工程、
    （ｇ）工程(ｆ)の水素化精製域流出物を、生成物含有液体流と第二富水素気体流に分離する工程、
    （ｈ）工程(ｇ)の液体流を更なる処理に送り、工程(ｇ)の富水素気体流を、軽質富水素気体流と液体生成物含有流とへの更なる分離に送る工程、及び
    （ｉ）工程(ｈ)の富水素気体流の少なくとも一部を水素化分解域及び水素化精製域に再循環させる工程
    を含む、上記方法。
  2. 工程(ｈ)の生成物含有液体流を、液体生成物流と燃料気体に送られる軽質気体成分とへの更なる分離に送る、請求項１に記載の方法。
  3. 請求項２の液体生成物流を分別に送り、塔頂から取り出される気体又はナフサ流れを含有する生成物流、一つ以上の中間留分流及び更なる処理に適する残留物流に分離する、請求項１に記載の方法。
  4. 燃料生成物及びディーゼル生成物の製造のための、工程(ｄ)の液体流の更なる処理が、
    （ａ）請求項１、工程(ｄ)の液体流を請求項１、工程(ｇ)の液体画分と合わせ、単一流を生成すること、
    （ｂ）工程４(ａ)の単一流を、軽質流と重質流とに分離し、重質流を分別に送ること、
    （ｃ）工程４(ｂ)の軽質流を、請求項１、工程(ｈ)の生成物流と合わせ、単一流を生成すること、及び
    （ｄ）工程４(ｃ)の単一流を、軽質気体流と液体生成物流とに分離し、軽質気体流を燃料気体に進ませ、液体生成物流を分別に進ませること
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
  5. 工程１(ｂ)の水素化分解域を、少なくとも約２５％の、第一炭化水素流の沸騰範囲変換をもたらすのに十分な条件で維持する、請求項１に記載の方法。
  6. 工程１(ｂ)の水素化分解域を、３０％乃至９０％の、第一炭化水素流の沸騰範囲変換をもたらすのに十分な条件で維持する、請求項５に記載の方法。
  7. 請求項１の蝋質の第一炭化水素流が約６００°Ｆより高い標準沸点を有する、請求項１に記載の方法。
  8. 請求項１の第二炭化水素流が７００°Ｆより低い標準沸点を有する、請求項１に記載の方法。
  9. 第二炭化水素流がＣ５−６５０°Ｆ範囲で沸騰する、請求項８に記載の方法。
  10. 工程１(ｂ)段階の反応域を、約３４０℃乃至約４５５℃(６４４°Ｆ乃至８５１°Ｆ)の範囲の反応温度、約３．５ＭＰａ−２４．２ＭＰａ(５００−３，５００ポンド／平方インチ)の範囲の反応圧力、約０．１時間−１乃至約１０時間−１の供給速度(油容量／触媒容量・時間)及び約３５０標準リットルＨ２／ｋｇ油から１，７８０標準リットルＨ２／ｋｇ油まで(２，３１０−１１，７５０標準立方フィート／バレル)の範囲の水素循環速度を含む水素化分解反応条件で維持する、請求項１に記載の方法。
  11. 工程１(ｇ)の反応域を、約１５０℃乃至約５００℃(３０２°Ｆ−９３２°Ｆ)の範囲の反応温度、約２．１ＭＰａ乃至２４．２ＭＰａ(３００−３，５００ｐｓｉ)の範囲の反応圧力、約０．１時間−１乃至約２０時間−１の供給速度(油容量／触媒容量・時間−１)及び約３５０標準リットルＨ２／ｋｇ油から１，７８０標準リットルＨ２／ｋｇ油まで(２，３１０−１１，７５０標準立方フィート／バレル)の範囲の水素循環速度を含む水素化精製反応条件で維持する、請求項１に記載の方法。
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