JP2019183155A - 水素化のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・高圧セクション内で圧力を実質的に一定に保つ工程、
・第1および第2の水素化ゾーン中の触媒を、水素を用いてスラッシングする工程、および
・ユニットから液体を排出させる工程
をさらに含む。
異なるフィードストックが同一の水素化ユニット中で水素化される。したがって、本明細書において、オレフィン化合物、芳香族化合物、またはそれらの組み合わせを含む炭化水素流の水素化のためのプロセスが提供され、ここで該方法は、
i)炭化水素流および水素を水素化プロセスユニットの第1の反応ゾーンに供給する工程、
ii)触媒の存在下、第1の反応ゾーン内で、第1の中間体を製造するために、芳香族化合物、オレフィン化合物、または両方の化合物の少なくとも一部を水素化する工程、
iii)冷却し、および、第1の中間体を液体流とガス流とに分離する工程、
iv)第1の中間ガス流を水素化プロセスユニットの第2の反応ゾーンへと導く工程、
v)第1の中間液体流を、
a)第1の反応ゾーン内の温度上昇を60℃未満に制限するために、液体リサイクル流として第1の反応ゾーンのインレットへ、および
b)前記第1の中間液体流中に含まれる残存する芳香族化合物、オレフィン化合物、またはそれらの組み合わせが、飽和生成物を製造するために触媒の存在下第1の中間ガス流を用いて水素化される第2の反応ゾーン、または
c)前記第1の中間液体流が飽和生成物を含む、第2の反応ゾーンを迂回する液体バイパスラインへ
と導く工程、
vi)前記飽和生成物を液体生成物流とガスリサイクル流とに分離する工程、
vii)水素化プロセスユニットから液体生成物流を回収する工程
を含み、
前記工程i)〜vii)が、2〜8MPaから選択される一定の圧力下で行われる。
a.ASTMD−86規格に準拠して、−10〜230℃の始めの沸点と330℃までの最終の沸点とで規定される蒸留範囲を有し、および
b.最小の炭素数および最大の炭素数の違いが0〜5、好ましくは0〜3である炭素数範囲を有し、前記炭素数範囲がC4〜C17である炭素数のサブレンジである
炭化水素留分として定義され得る。
A)少なくとも90%の炭化水素が、C4〜C6炭化水素であり、ASTMD−86規格に準拠して、−10℃の始めの沸点と80℃を超えない最終の沸点とで定義される蒸留範囲を有する炭化水素流、
B)少なくとも90%の炭化水素が、C5〜C8炭化水素であり、ASTMD−86規格に準拠して、57℃の始めの沸点と140℃を超えない最終の沸点とで定義される蒸留範囲を有する炭化水素流、
C)少なくとも90%の炭化水素が、C11〜C16炭化水素であり、ASTMD−86規格に準拠して、230℃の始めの沸点と330℃を超えない最終の沸点とで定義される蒸留範囲を有する炭化水素流、
が挙げられる。
植物性脂肪、植物性オイル、植物性ワックス、動物性脂肪、動物性ワックス、魚の脂肪、魚のオイル、魚のワックス、およびそれらの混合物からけん化によって得られる脂肪酸の金属塩;植物性脂肪、植物性オイル、植物性ワックス、動物性脂肪、動物性ワックス、魚の脂肪、魚のオイル、魚のワックス、およびそれらの混合物由来の脂肪酸の無水物;植物、動物および魚起源の遊離脂肪酸のアルコールとのエステル化によって得られるエステル;植物性脂肪、植物性オイル、植物性ワックス、動物性脂肪、動物性ワックス、魚の脂肪、魚のオイル、魚のワックス、およびそれらの混合物由来の脂肪酸の還元生成物として得られる脂肪アルコールまたはアルデヒド;食品産業のリサイクルされた脂肪;遺伝子操作または遺伝子工学により育成された植物中に含まれる脂肪;
ジオール、ヒドロキシケトン、ヒドロキシアルデヒド、ヒドロキシカルボン酸、および対応する二官能性または多官能性硫黄化合物、対応する二官能性または多官能性窒素化合物を含むジカルボン酸またはポリオール、または、藻類、カビ、酵母、菌類および/または上述された化合物またはそれらと同様の化合物を産生することのできる他の微生物由来の化合物など。
本発明の水素化装置がフィードの水素化のために使用される場合、典型的には非常に異なる水素化条件およびプロセス機器を必要とするフィードが、同一のユニットを用いて処理され得ることが見いだされた。脱芳香族化およびオレフィンの飽和が同一の水素化装置において成功裏に行われ得るということは特に興味深いことである。しかしながら、本発明のプロセスおよび装置を通じて得られ得る特定の有利な点は、キャンペーン変更のための新規のプロセスである。従来技術から公知のプロセスと比較して、本発明の水素化装置は、著しく異なる水素化反応のために非常に異なるフィードを処理するための手段を提供し、ここで、一つのフィードから別のものへの変更は、キャンペーン変更のあいだの停止時間ならびに生成物および反応物質の損失に関する改良を提供する。一つのフィードから別のフィードへのスムーズな変化は、停止時間および生成物の混和を最小にするために不可欠である。
・高圧セクション内の圧力を実質的に一定に保つ工程、
・第1および第2の水素化ゾーン中の触媒を水素でフラッシングする工程、および
・ユニットから液体を排出する工程
をさらに含む。
a.水素化ゾーンから液体を排出する工程、
b.圧力を実質的に一定に保ち、および、反応器中の温度をモニタリングする工程、
c.スタビライザの底から第1の反応ゾーンのインレットまでの液体リサイクルを開始する工程、
d.第1の反応ゾーンへのフィードの供給を遮断する工程、
e.反応器の温度測定が実質的に一定の温度を示す時点で液体リサイクルを停止する工程、
f.触媒を水素でフラッシングする工程、
g.ユニットから液体を排出する工程、
h.次のキャンペーンに必要な値に温度を設定する工程、
i.スタビライザーカラムおよびフィードドラムを次のフィードで充填する工程、
j.次のキャンペーンを開始するために前もって加熱された次のフィードを第1の反応ゾーンへと注入する工程
を含む。
水素化装置は、図1に記載される実施態様に対応するものであった。第1の反応ゾーンは、2つの水素化反応器を備え、それらは直列で作動された。前面の反応器では、その中で主に起こる発熱反応によってより大きな温度上昇があった。前面の反応器における温度上昇は、反応器のアウトレットからインレットへとリサイクルされた液体を用いて反応器フィードを希釈することによって制御された。第2の反応ゾーンのインレットの温度は、制御はされなかったが、前面の反応器のアウトレットの温度によって測定された。
実施例1と同じフィードの水素化がシミュレーションされた。水素化装置は、高温の高圧分離器を備えていない点以外は実施例1のものと全く同一であった。エネルギー消費として算出された結果が表2に示されており、ここで条件は表1におけるものと同一である。
水素化装置は、実施例1の実施形態に対応するものであった。装置は、2つの異なるフィードとともに作動されるようにデザインされた。フィードAは軽質の、主としてC5炭化水素を含むオレフィン系ナフサであり、および、フィードCは芳香族化合物を含む中間留分の炭化水素流であった。異なるフィードを用いた操作が、2または3週間という比較的短いキャンペーンで行われた。軽質のC5炭化水素を含むフィードの場合ならびに重質のガスオイルを含む場合の全てが、作動温度および液体リサイクル速度が最適された場合、2〜6MPaの範囲である同一の圧力で作動され得ることが判明した。全てのケースにおける共通の作動圧力は、フィードポンプ、リサイクルガスコンプレッサおよび補給水素コンプレッサのデザインにおいて有利である。
Claims (13)
- オレフィン化合物、芳香族化合物、またはそれらの組み合わせを含む炭化水素流の水素化のための方法であって、
i)前記炭化水素流および水素を、水素化プロセスユニットの第1の反応ゾーンに供給する工程、
ii)触媒の存在下、前記第1の反応ゾーン内で、第1の中間体を製造するために、前記芳香族化合物、オレフィン化合物、またはそれらの組み合わせの少なくとも一部を水素化する工程、
iii)冷却し、および、前記第1の中間体を液体流とガス流とに分離する工程、
iv)第1の中間ガス流を前記水素化プロセスユニットの第2の反応ゾーンへと導く工程、
v)第1の中間液体流を、
a)前記第1の反応ゾーン内の温度上昇を60℃未満に制限するために、液体リサイクル流として前記第1の反応ゾーンのインレットへ、および
b)前記第1の中間液体流中に含まれる残存する芳香族化合物、オレフィン化合物、またはそれらの組み合わせが、飽和生成物を製造するために触媒の存在下、前記第1の中間ガス流を用いて水素化される第2の反応ゾーン、または
c)前記第1の中間液体流が飽和生成物を含む、前記第2の反応ゾーンを迂回する液体バイパスラインへ
と導く工程、
vi)前記b)またはc)から得られる前記飽和生成物を液体生成物流と分離されたガス流とに分離する工程、
vii)前記水素化プロセスユニットから前記液体生成物流を回収する工程
を含み、
高圧セクション内の前記工程i)〜vii)が、2〜8MPa、好ましくは3〜6MPaからから選択される一定の圧力下で行われる方法。 - 前記フィードの炭化水素流が、総計のフィード質量に対して70重量%未満、好ましくは、50重量%未満、より好ましくは、30重量%未満のオレフィン化合物を含む請求項1記載の方法。
- 前記フィードの炭化水素流が、総計のフィード質量に対して70重量%未満、好ましくは、50重量%未満、およびより好ましくは、30重量%未満の芳香族化合物を含む請求項1または2記載の方法。
- 前記工程iii)における前記分離が、少なくとも1つの高温の高圧分離器を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記方法に供給される、オレフィン化合物、芳香族化合物、またはそれらの組み合わせを含む前記炭化水素流が、炭化水素留分であって、90重量%の前記炭化水素が、
a.ASTMD−86規格に準拠して、−10〜230℃の始めの沸点と330℃までの最終の沸点とで規定される蒸留範囲を有し、および
b.最小の炭素数と最大の炭素数とのあいだの違いが0〜5、好ましくは0〜3である炭素数範囲を有し、および、前記炭素数範囲がC4〜C17である炭素数のサブレンジである、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記フィードの炭化水素流が、化石起源の供給源、再生可能な供給源またはそれらの任意の組み合わせから得られ得る請求項5記載の方法。
- 前記工程vi)からの前記分離されたガス流が、水素リサイクル流として前記第1の反応ゾーンのインレットへと導かれる請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 水素化された前記液体生成物流の、規定の沸点範囲である流体への分画の工程をさらに含む請求項1〜7いずれか1項に記載の方法。
- 前記分画工程が、1kPa〜1MPaの絶対圧で行われる請求項1〜8いずれか1項に記載の方法。
- 前記炭化水素流が、25〜500Nm3水素/m3前記フィードストックの炭化水素の量で、50〜270℃の温度で、および、0.2〜10 1/hのLHSVで、水素と接触される請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- フィードとして炭化水素流を用いる1つのキャンペーンからフィードとして別の炭化水素流を用いる次のキャンペーンへの変更のために、
・前記高圧セクション内の圧力を実質的に一定に保つ工程、
・第1および第2の水素化ゾーン中の触媒を水素でフラッシングする工程、および
・ユニットから液体を排出する工程
をさらに含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記フラッシングが、貫流水素またはリサイクルされる水素から選択される水素を用いて行われる請求項11記載の方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法を実行するための装置であって、
少なくとも1つの水素化反応器を備える第1の水素化反応ゾーン、少なくとも1つの水素化反応器を備える第2の水素化反応ゾーン、高温の高圧分離器から前記第1の反応ゾーンのインレットへの液体リサイクルループ、前記第1の中間ガス流を前記高温の高圧分離器から前記第2の反応ゾーンへと導く手段、前記第1の中間液体流の少なくとも1部を前記第2の反応ゾーンへと導く手段、前記第2の反応ゾーンを迂回する液体のためのライン、低温の高圧分離器、および前記低温の高圧分離器から前記第1の反応ゾーンの前記インレットへのガスリサイクルループを備える装置。
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