JP2020090684A - 低硫黄マリンバンカー燃料およびそれを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、概して、比較的低い硫黄含有量を有するマリンバンカー燃料(marine bunker fuels)を製造するための方法、およびそのような方法に従って製造された結果として生じる低硫黄含有量燃料組成物に関する。
国際海事機構(IMO)によって公布され、非特許文献1として発行されていように、船舶用燃料は、硫黄含有量において一層より厳しい必要条件により世界的規模で制限が加えられるであろう。加えて、個々の国および地域では、排出規制海域(Emission Control Area)またはECAとして知られる地域において船舶で使用される硫黄濃度が制限され始めている。
本発明の一態様は、分解された成分の濃度が減少した低硫黄マリンバンカー燃料組成物(low sulfur marine bunker fuel composition)を製造するための方法に関し、当該方法は、マリンバンカー燃料組成物を形成するために、その製品が実質的な量の分解を受けることなく、その製品が最大で約5000wppm、例えば、最大で約1500wppmの硫黄、少なくとも約20℃の流動点および50℃において少なくとも約350cStの動粘度を示すように、触媒供給水素処理装置(catalytic feed hydrotreater)において、有効な水素処理の条件(effective hydrotreating conditions)のもと、水素処理触媒(hydrotreating catalyst)の存在下、少なくとも約2000wppm、例えば、少なくとも約2000wppm、少なくとも約5000wppm、少なくとも約7500wppmまたは少なくとも約10000wppmの硫黄を有する減圧残渣供給流(vacuum resid feed stream)を水素含有ガスと接触させること(又はステップ)と;任意選択的に、その未分解製品の少なくとも一部を、粘度変性剤(viscosity modifiers)、流動点降下剤(pour point depressants)、潤滑性変性剤(lubricity modifiers)、酸化防止剤(antioxidants)およびそれらの組合せから選択される0〜60体積%の他の成分と混合(又はブレンド(blending))することを含む。得られるマリンバンカー燃料組成物は、以下を含む。
(1)最大で約2000wppm、例えば、最大で約1500wppmまたは最大で約1000wppmの硫黄を有する未分解製品;
(2)約20wppm以下の硫黄を有する約10体積%以下の第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流;および
(3)約10wppm以下の硫黄を有する約50体積%以下の第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流。
本発明の一態様において、低硫黄マリンバンカー燃料組成物を製造する方法が記載されるが、他方、本発明の別の態様は、そのように製造された低硫黄マリンバンカー燃料組成物を記載する。
有利にはかつ従来の慣習とは対照的に、本組成物および方法は、(精製)分解プロセスを受けた成分の使用/濃度の減少に焦点を合わせる。本明細書で使用される場合、「実質的に未分解」または「実質的に分解がない」という用語は、その第1のまたは有意な焦点が分解である工程(又はステップ)/段階(例えば、FCCプロセス、水蒸気分解プロセス、ビスブレーキングおよび/またはコーキングなどの熱分解プロセスであるが、典型的に水素化分解ではない)によって燃料を加工することを排除するように理解されるが、分解が非常にわずかに焦点をあてられるか、または副反応である工程(又はステップ)/段階(例えば、水素処理プロセス、芳香族飽和プロセス、水素仕上プロセスなど)を排除するように理解されるべきではない。理論によって拘束されないが、燃料組成物中の分解原料の量を減少させることは、燃料組成物の酸化安定性および/または着火品質の改善という利点を有し得ると考えられる(例えば、水素分解原料は、そのような分解プロセスにおいて水素が果たす役割のため、酸化安定性および/または着火品質などのそれらの品質が容認可能となるか、またはさらに比較的高くなる傾向がある可能性がある点で、他の分解原料と区別される傾向がある可能性がある)。結果として、サイクル油(例えば、軽質および重質)、スラリー油(すなわち、FCCボトム)などのマリンバンカー燃料の従来の分解成分は、有利に減少/最小化され得るか、または少なくとも比較的低濃度に保持され得る。
低硫黄マリンバンカー燃料組成物は、5000wppm、より限定的に1500wppm、さらにより限定的に1200wppm、またはなおより限定的に1000wppmの最大硫黄含有量を有することにより、マリンバンカー燃料に関して現在必要とされるよりも厳しい基準を有利に満たすことができる。燃料の硫黄含有量基準は一般に最小限で与えられないが、多くの場合、限定されないが、比較的高硫黄の比較的低価値の流れを、その規格に他に悪影響を及ぼし得ない組成物に組み込ませることにより、追加的な費用のかかる処理を必要とする厳しい硫黄基準を低減/最小化することができることを含む、いずれかの多数の理由のため、可能な限り基準の最大限に近くなることが望ましくなる可能性がある。そのようなものとして、より限定的な1000wppmの規格に適合する多くの実施形態において、例えば、本明細書に開示される方法に従って製造された低硫黄マリンバンカー燃料は、900wppm〜1000wppmの硫黄含有量を示し得る。それにもかかわらず、より限定的な1000wppmの規格に適合する他の実施形態において、例えば、本明細書に開示される方法に従って製造された低硫黄マリンバンカー燃料は、約850wppm未満、例えば、約800wppm未満、約750wppm未満、約700wppm未満、約650wppm未満、約600wppm未満、約550wppm未満、約500wppm未満、約450wppm未満、約400wppm未満、約350wppm未満、約300wppm未満、約250wppm未満、約200wppm未満、約150wppm未満、約100wppm未満、約75wppm未満、約50wppm未満、約30wppm未満、約20wppm未満、約15wppm未満、約10wppm未満、約8wppm未満または約5wppm未満の硫黄含有量を示し得る。さらに、5000wppmの規格に適合する他の実施形態において、例えば、本明細書に開示される方法に従って製造された低硫黄マリンバンカー燃料は、最大で約4900wppm、例えば、最大で約4800wppm、最大で約4700wppm、最大で約4600wppm、最大で約4500wppm、最大で約4400wppm、最大で約4300wppm、最大で約4200wppm、最大で約4100wppm、最大で約4000wppm、最大で約3750wppm、最大で約3500wppm、最大で約3250wppm、最大で約3000wppm、最大で約2750wppm、最大で約2500wppm、最大で約2250wppm、最大で約2000wppm、最大で約1750wppm、最大で約1500wppm、最大で約1250wppm、最大で約1000wppm、最大で約750wppm、最大で約500wppm、最大で約250wppm、最大で約100wppm、最大で約75wppm、最大で約50wppm、最大で約30wppm、最大で約20wppm、最大で約15wppm、最大で約10wppm、最大で約8wppmまたは最大で約5wppmの硫黄含有量を示し得る。
追加的にまたは代わりとして、例えば、本明細書に開示される方法に従って製造された低硫黄マリンバンカー燃料は、以下の特徴の少なくとも1つを示し得る:少なくとも約20cSt、例えば、少なくとも約25cSt、少なくとも約30cSt、少なくとも約35cSt、少なくとも約40cSt、少なくとも約45cSt、少なくとも約50cSt、少なくとも約55cSt、少なくとも約60cSt、少なくとも約65cSt、少なくとも約70cSt、少なくとも約75cSt、少なくとも約80cSt、少なくとも約85cSt、少なくとも約90cSt、少なくとも約95cSt、少なくとも約100cSt、少なくとも約110cSt、少なくとも約120cSt、少なくとも約130cSt、少なくとも約140cSt、少なくとも約150cSt、少なくとも約160cSt、少なくとも約170cSt、少なくとも約180cSt、少なくとも約190cSt、少なくとも約200cSt、少なくとも約210cSt、少なくとも約220cSt、少なくとも約230cSt、少なくとも約240cSt、少なくとも約250cSt、少なくとも約260cSt、少なくとも約270cSt、少なくとも約280cSt、少なくとも約290cSt、少なくとも約300cSt、少なくとも約310cSt、少なくとも約320cSt、少なくとも約330cSt、少なくとも約340cSt、少なくとも約350cSt、少なくとも約360cSt、少なくとも約370cSt、少なくとも約380cSt、少なくとも約390cStまたは少なくとも約400cStの(標準試験法ISO 3104による)50℃における動粘度;最大で約390cSt、例えば、最大で約380cSt、最大で約370cSt、最大で約360cSt、最大で約350cSt、最大で約340cSt、最大で約330cSt、最大で約320cSt、最大で約310cSt、最大で約300cSt、最大で約290cSt、最大で約280cSt、最大で約270cSt、最大で約260cSt、最大で約250cSt、最大で約240cSt、最大で約230cSt、最大で約220cSt、最大で約210cSt、最大で約200cSt、最大で約190cSt、最大で約180cSt、最大で約170cSt、最大で約160cSt、最大で約150cSt、最大で約140cSt、最大で約130cSt、最大で約120cSt、最大で約110cSt、最大で約100cSt、最大で約90cSt、最大で約80cSt、最大で約70cSt、最大で約60cSt、最大で約50cSt、最大で約40cSt、最大で約30cStまたは最大で約25cStの(標準試験法ISO 3104による)50℃における動粘度;最大で約1500kg/m3、例えば、最大で約1400kg/m3、最大で約1300kg/m3、最大で約1200kg/m3、最大で約1100kg/m3、最大で約1000kg/m3、最大で約990kg/m3、最大で約980kg/m3、最大で約970kg/m3、最大で約960kg/m3、最大で約950kg/m3、最大で約940kg/m3または最大で約930kg/m3の(標準試験法ISO 3675またはISO 12185による)15℃における密度;少なくとも約800kg/m3、少なくとも約810kg/m3、少なくとも約820kg/m3、少なくとも約830kg/m3、少なくとも約840kg/m3、少なくとも約850kg/m3、少なくとも約860kg/m3、少なくとも約870kg/m3、少なくとも約880kg/m3、少なくとも約890kg/m3または少なくとも約900kg/m3の(標準試験法ISO 3675またはISO 12185による)15℃における密度;最大で約45℃、例えば、最大で約40℃、最大で約35℃、最大で約30℃、最大で約25℃、最大で約20℃、最大で約15℃、最大で約10℃、最大で約6℃、最大で約5℃または最大で約0℃の(標準試験法ISO 3016による)流動点;少なくとも約−50℃、例えば、少なくとも約−35℃、少なくとも約−30℃、少なくとも約25℃、少なくとも約−20℃、少なくとも約−15℃、少なくとも約−10℃、少なくとも約−5℃、少なくとも約0℃、少なくとも約5℃、少なくとも約7℃、少なくとも約10℃、少なくとも約15℃、少なくとも約18℃、少なくとも約20℃、少なくとも約25℃、少なくとも約30℃、少なくとも約35℃または少なくとも約40℃の(標準試験法ISO 3016による)流動点;約880以下、例えば、約865以下、約850以下、約840以下、約830以下、約820以下、約810以下または約800以下の計算された炭素芳香族性指数(本明細書中、方程式F.1を含む標準試験法ISO 8217 Annex Fに従って決定された「CCAI」);および約780以上、例えば、約800以上、約810以上、約820以上、約830以上、約840以上、約850以上、約860以上、約870以上または約880以上の(方程式F.1を含む標準試験法ISO 8217 Annex Fによる)計算された炭素芳香族性指数。明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、50〜100cStの50℃における動粘度または−10℃〜40℃の流動点が含まれる。
本発明によるおよび/または本明細書に開示される方法に従って製造された低硫黄マリンバンカー燃料組成物の1つの重要な成分は、有効な水素処理の条件のもと(触媒供給水素処理装置反応器中)、水素処理触媒の存在下で水素含有ガスとの接触によって(キャットフィード(cat feed))水素処理された残渣供給流(例えば、減圧残渣)を表す、実質的に未分解の水素処理された減圧残渣製品である。この実質的に未分解の水素処理された減圧残渣製品は、一般に、(FCCユニットなどの)精製分解ユニットに送る前のキャットフィード水素処理装置(CFHT)からの流出物である。
・最大で約5000wppm、例えば、最大で約4900wppm、例えば、最大で約4800wppm、最大で約4700wppm、最大で約4600wppm、最大で約4500wppm、最大で約4400wppm、最大で約4300wppm、最大で約4200wppm、最大で約4100wppm、最大で約4000wppm、最大で約3750wppm、最大で約3500wppm、最大で約3250wppm、最大で約3000wppm、最大で約2750wppm、最大で約2500wppm、最大で約2250wppm、最大で約2000wppm、最大で約1750wppm、最大で約1500wppm、最大で約1250wppm、最大で約1000wppm、最大で約900wppm、最大で約800wppm、最大で約750wppm、最大で約700wppm、最大で約650wppm、最大で約600wppm、最大で約550wppm、最大で約500wppm、最大で約450wppm、最大で約400wppm、最大で約350wppm、最大で約300wppm、最大で約250wppm、最大で約200wppm、最大で約150wppm、最大で約100wppm、最大で約75wppm、最大で約50wppm、最大で約30wppm、最大で約20wppm、最大で約15wppm、最大で約10wppm、最大で約8wppmまたは最大で約5wppmの硫黄含有量;
・少なくとも約5wppm、例えば、少なくとも約10wppm、少なくとも約15wppm、少なくとも約20wppm、少なくとも約30wppm、少なくとも約50wppm、少なくとも約75wppm、少なくとも約100wppm、少なくとも約150wppm、少なくとも約200wppm、少なくとも約250wppm、少なくとも約300wppm、少なくとも約350wppm、少なくとも約400wppm、少なくとも約450wppm、少なくとも約500wppm、少なくとも約550wppm、少なくとも約600wppm、少なくとも約650wppm、少なくとも約700wppm、少なくとも約750wppm、少なくとも約800wppm、少なくとも約850wppm、少なくとも約900wppm、少なくとも約950wppm、少なくとも約1000wppm、少なくとも約1250wppm、少なくとも約1500wppm、少なくとも約1750wppm、少なくとも約2000wppm、少なくとも約2250wppm、少なくとも約2500wppm、少なくとも約2750wppm、少なくとも約3000wppm、少なくとも約3250wppm、少なくとも約3500wppm、少なくとも約3750wppm、少なくとも約4000wppm、少なくとも約4100wppm、少なくとも約4200wppm、少なくとも約4300wppm、少なくとも約4400wppm、少なくとも約4500wppm、少なくとも約4600wppm、少なくとも約4700wppm、少なくとも約4800wppmまたは少なくとも約4900wppmの硫黄含有量;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、500〜1500wppm、650〜1000wppmまたは800〜900wppmが含まれる。
・最大で約7500mg/kg、例えば、約7000mg/kg未満、約6500mg/kg未満、約6000mg/kg未満、約5500mg/kg未満、約5000mg/kg未満、約4500mg/kg未満、約4000mg/kg未満、約3000mg/kg未満、約2500mg/kg未満、約2000mg/kgまたは約1500mg/kgの窒素含有量;
・少なくとも約1000mg/kg、例えば、少なくとも約1500mg/kg、少なくとも約2000mg/kg、少なくとも約2500mg/kg、少なくとも約3000mg/kg、少なくとも約3500mg/kg、少なくとも約4000mg/kg、少なくとも約4500mg/kg、少なくとも約5000mg/kg、少なくとも約5500mg/kgまたは少なくとも約6000mg/kgの窒素含有量;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、2500〜7000mg/kg、3000〜5000mg/kgまたは4000〜4500mg/kgが含まれる。
・最大で約10mg/kg、例えば、最大で約9mg/kg、最大で約8mg/kg、最大で約7mg/kg、最大で約6mg/kg、最大で約5mg/kgまたは最大で約4mg/kgの、組み合わせた金属(Al、Ca、Na、Ni、VおよびZn)の含有量;
・少なくとも約1mg/kg、例えば、少なくとも約2mg/kg、少なくとも約3mg/kg、少なくとも約4mg/kg、少なくとも約5mg/kgまたは少なくとも約6mg/kgの組み合わせた金属(Al、Ca、Na、Ni、VおよびZn)の含有量;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、約1〜6mg/kg、約2〜5mg/kgまたは約3〜4mg/kgが含まれる。
・少なくとも約30cSt、例えば、少なくとも約40cSt、少なくとも約50cSt、少なくとも約100cSt、少なくとも約150cSt、少なくとも約200cSt、少なくとも約250cSt、少なくとも約300cSt、少なくとも約350cSt、少なくとも約380cStまたは少なくとも約400cStの(標準試験法ISO 3104による)50℃における動粘度;
・最大で約400cSt、例えば、最大で約380cSt、最大で約350cSt、最大で約300cSt、最大で約250cSt、最大で約200cSt、最大で約150cSt、最大で約100cSt、最大で約50cSt、最大で約45cSt、最大で約40cSt、最大で約35cSt、最大で約30cSt、最大で約25cSt、最大で約20cSt、最大で約15cStまたは最大で約12cStの(標準試験法ISO 3104による)50℃における動粘度;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、50〜250cSt、100〜350cStまたは250〜400cStが含まれる。
・最大で約1.000g/cm3、例えば、最大で約0.950g/cm3、最大で約0.940g/cm3、最大で約0.935g/cm3、最大で約0.930g/cm3、最大で約0.925g/cm3、最大で約0.920g/cm3、最大で約0.915g/cm3、最大で約0.910g/cm3、最大で約0.905g/cm3、最大で約0.900g/cm3、最大で約0.895g/cm3、最大で約0.890g/cm3、最大で約0.885g/cm3または最大で約0.880g/cm3の(標準試験法ISO 3675またはISO 12185による)15℃における密度;
・少なくとも約0.870g/cm3、少なくとも約0.875g/cm3、少なくとも約0.880g/cm3、少なくとも約0.885g/cm3、少なくとも約0.890g/cm3、少なくとも約0.895g/cm3、少なくとも約0.900g/cm3、少なくとも約0.905g/cm3、少なくとも約0.910g/cm3、少なくとも約0.915g/cm3、少なくとも約0.920g/cm3、少なくとも約0.925g/cm3、少なくとも約0.930g/cm3または少なくとも約0.935g/cm3の(標準試験法ISO 3675またはISO 12185による)15℃における密度;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、0.870〜0.925g/cm3、0.890〜0.930g/cm3または0.910〜1.000g/cm3が含まれる。
・最大で約45℃、例えば、最大で約40℃、最大で約35℃、最大で約30℃、最大で約25℃、最大で約20℃、最大で約15℃、最大で約10℃、最大で約6℃、最大で約5℃または最大で約0℃の(標準試験法ISO 3016による)流動点;
・少なくとも−50℃、例えば、少なくとも−35℃、少なくとも−30℃、少なくとも−25℃、少なくとも−20℃、少なくとも15℃、少なくとも−10℃、少なくとも−5℃、少なくとも約0℃、少なくとも約5℃、少なくとも約7℃、少なくとも約10℃、少なくとも約15℃、少なくとも約20℃、少なくとも約25℃、少なくとも約30℃、少なくとも約35℃または少なくとも約40℃の(標準試験法ISO 3016による)流動点;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、−15〜15℃、10〜30℃または20〜40℃が含まれる。
・約880以下、例えば、約865以下、約850以下、約840以下、約830以下、約820以下、約810以下または約800以下の(方程式F.1を含む標準試験法ISO 8217 Annex Fによる)計算された炭素芳香族性指数;および
・約780以上、例えば、約800以上、約810以上、約820以上、約830以上、約840以上、約850以上、約860以上、約870以上または約880以上の(方程式F.1を含む標準試験法ISO 8217 Annex Fによる)計算された炭素芳香族性指数;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、780〜880、800〜865または810〜840が含まれる。
・少なくとも約250℃、例えば、少なくとも約255℃、少なくとも約260℃、少なくとも約265℃、少なくとも約270℃、少なくとも約275℃、少なくとも約280℃、少なくとも約285℃、少なくとも約290℃、少なくとも約295℃、少なくとも約300℃、少なくとも約305℃または少なくとも約310℃の初期沸点(IBP);
・最大で約315℃、例えば、最大で約310℃、最大で約305℃、最大で約300℃、最大で約295℃、最大で約290℃、最大で約285℃、最大で約280℃、最大で約275℃、最大で約270℃または最大で約265℃のIBP;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、280〜310℃、290〜300℃または300〜310℃が含まれる。
・少なくとも約300℃、少なくとも約305℃、少なくとも約310℃、少なくとも約315℃、少なくとも約320℃、少なくとも約325℃、少なくとも約330℃、少なくとも約335℃、少なくとも約340℃、少なくとも約345℃、少なくとも約350℃、少なくとも約355℃、少なくとも約360℃、少なくとも約365℃、少なくとも約370℃、少なくとも約375℃または少なくとも約380℃のT5沸点;
・最大で約370℃、例えば、最大で約365℃、最大で約360℃、最大で約355℃、最大で約350℃、最大で約345℃、最大で約340℃、最大で約335℃、最大で約330℃、最大で約325℃、最大で約320℃、最大で約315℃、最大で約310℃、最大で約305℃または最大で約300℃のT5沸点;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、300〜370℃、350〜360℃または345〜365℃が含まれる。
・少なくとも約450℃、例えば、少なくとも約455℃、少なくとも約460℃、少なくとも約465℃、少なくとも約470℃、少なくとも約475℃、少なくとも約480℃、少なくとも約485℃、少なくとも約490℃、少なくとも約495℃、少なくとも約500℃、少なくとも約505℃、少なくとも約510℃、少なくとも約515℃または少なくとも約520℃のT50沸点;
・最大で約535℃、例えば、最大で約530℃、最大で約525℃、最大で約520℃、最大で約515℃、最大で約510℃、最大で約505℃、最大で約500℃、最大で約495℃、最大で約490℃、最大で約485℃、最大で約480℃、最大で約475℃、最大で約470℃または最大で約465℃のT50沸点;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、450〜520℃、480〜500℃または470〜485℃が含まれる。
・少なくとも約670℃、例えば、少なくとも約675℃、少なくとも約680℃、少なくとも約685℃、少なくとも約690℃、少なくとも約695℃、少なくとも約700℃、少なくとも約705℃、少なくとも約710℃、少なくとも約715℃、少なくとも約720℃、少なくとも約735℃、少なくとも約740℃、少なくとも約745℃、少なくとも約750℃、少なくとも約755℃または少なくとも約760℃のT95沸点;
・最大で約755℃、例えば、最大で約750℃、最大で約745℃、最大で約740℃、最大で約735℃、最大で約730℃、最大で約725℃、最大で約720℃、最大で約715℃、最大で約710℃、最大で約705℃、最大で約700℃、最大で約695℃、最大で約690℃、最大で約685℃、最大で約680℃または最大で約675℃のT95沸点;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、690〜760℃、630〜680℃または750〜760℃が含まれる。
・少なくとも約760℃、例えば、少なくとも約765℃、少なくとも約770℃、少なくとも約775℃、少なくとも約780℃、少なくとも約785℃、少なくとも約790℃、少なくとも約795℃、少なくとも約800℃、少なくとも約805℃、少なくとも約810℃、少なくとも約815℃、少なくとも約820℃、少なくとも約825℃、少なくとも約830℃、少なくとも約835℃または少なくとも約840℃の最終沸点(FBP);および
・最大で約845℃、例えば、最大で約840℃、最大で約835℃、最大で約830℃、最大で約825℃、最大で約820℃、最大で約815℃、最大で約810℃、最大で約805℃、最大で約800℃、最大で約795℃、最大で約790℃、最大で約785℃、最大で約780℃、最大で約775℃、最大で約770℃または最大で約765℃のFBP;明白に開示された範囲には、上記の列挙された上限および下限の組合せ、例えば、860〜740℃、790〜730℃または800〜810℃が含まれる。
例えば、本明細書に開示される方法に従って製造された低硫黄マリンバンカー燃料組成物中に他の成分が存在する場合、未分解の水素処理された減圧残渣製品は別として、個々にまたは全体で70体積%まで、例えば、65体積%まで、60体積%まで、55体積%まで、50体積%まで、45体積%まで、40体積%まで、35体積%まで、30体積%まで、25体積%まで、20体積%まで、15体積%まで、10体積%まで、7.5体積%まで、5体積%まで、3体積%まで、2体積%まで、1体積%まで、0.8体積%まで、0.5体積%まで、0.3体積%まで、0.2体積%まで、1000vppmまで、750vppmまで、500vppmまで、300vppmまで、または100vppmまでの他の成分が存在し得る。
未分解の水素処理された減圧残渣製品を得るための減圧残渣供給流の(キャットフィード)水素処理は、単一段階においてまたは複数の段階において、いずれの適切な反応器または反応器の組合せにおいても達成可能である。このような水素処理工程(又は水素処理ステップ)は、典型的に、有効な水素処理条件下での水素処理触媒への供給流の暴露を含む。水素処理触媒は、いずれかの適切な水素処理触媒、例えば、少なくとも1種の第VIII族金属(例えば、Ni、Coおよびそれらの組合せから選択される)および少なくとも1種の第VIB族金属(例えば、Mo、Wおよびそれらの組合せから選択される)を含み得、かつ任意選択的に、適切な担体および/または充てん剤材料(例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアまたはそれらの組合せを含む)を含む触媒を含み得る。水素処理触媒の第VIII族金属は、約0.1重量%〜約20重量%、例えば、約1重量%〜約12重量%の範囲の量で存在し得る。第VIB族金属は、約1重量%〜約50重量%、例えば、約2重量%〜約20重量%または約5重量%〜約30重量%の範囲の量で存在し得る。本発明の態様による水素処理触媒は、バルク触媒または担持触媒であり得る。金属の全重量パーセントは、担体上の酸化物の形態で与えられる。「担体上」とは、パーセントが担体の重量に基づくことを意味する。例えば、担体の重量が100グラムである場合、20重量%の第VIII族金属とは、20グラムの第VIII族金属の酸化物が担体上にあることを意味するであろう。同一反応容器中で2種以上の水素処理触媒が使用されることは、本発明の範囲内である。
燃料成分をブレンドするための手段およびプロセスは、当該技術分野において周知である。例えば、米国特許第3,522,169号明細書、同第4,601,303号明細書、同第4,677,567号明細書を参照されたい。例えば、本明細書に開示される方法に従って製造された減圧残渣を水素処理したら、それを、必要に応じて、(例えば、)粘度変性剤、流動点降下剤、潤滑性変性剤、酸化防止剤およびそれらの組合せを含む様々な添加剤のいずれかとブレンドし得る。所望の船舶用燃料規格の組合せを有するマリンバンカー燃料組成物を製造するために、必要に応じて、未分解の水素処理された減圧残渣を第1および第2の低硫黄沸騰範囲炭化水素流とブレンドし得る。
追加的にまたは代わりとして、本発明は、以下の実施形態の1つ以上を含み得る。
減圧残渣(vacuum resid)を実質的に分解することなく、約1500パーツパーミリオン(parts per million)(ppm)以下まで硫黄を減少させるために、水素処理触媒(hydrotreating catalyst)の存在下で、減圧残渣供給流(vacuum resid feed stream)を水素により水素処理(hydrotreating)すること(又はステップ)と;
前記水素処理された減圧残渣と、約10体積%以下の第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流(first diesel boiling range hydrocarbon stream)および約40体積%以下の第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流(second diesel boiling range hydrocarbon stream)とを混合(又はブレンド(blending))すること(又はステップ)と
を含む、低硫黄バンカー燃料組成物(low-sulfur bunker fuel composition)を製造するための方法であって、
前記減圧残渣供給流が、約1000〜約10000ppmの硫黄を有し、前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約20ppm以下の硫黄を有し、前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約10ppm以下の硫黄を有する、方法。
前記減圧残渣供給流が、約6000〜約10000ppmの硫黄を有する、実施形態1の方法。
前記減圧残渣供給流が、約6000〜約8000ppmの硫黄を有する、実施形態1または実施形態2のいずれかの方法。
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1400ppm以下まで減少される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1300ppm以下まで減少される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1200ppm以下まで減少される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1000ppm以下まで減少される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣が、約25体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣が、約20体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣が、約15体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣が、約7.5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記水素処理された減圧残渣が、約5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
前記減圧残渣供給流が、少なくとも150バールの圧力下で水素処理される、上記実施形態のいずれか1つの方法。
最大で約1500ppmの硫黄と50℃において少なくとも約350cStの動粘度(kinematic viscosity)とを有する約50体積%〜約100体積%の未分解の水素処理された減圧残渣(uncracked, hydrotreated vacuum resid)と、
最大で約10体積%までの第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と、
最大で約40体積%までの第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と
を含む、低硫黄バンカー燃料組成物であって、
前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約20ppm以下の硫黄を有し、前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約10ppm以下の硫黄を有し、
(1)50℃における約20cSt〜約100cStの動粘度(kinematic viscosity)、
(2)15℃における約800kg/m3〜1000kg/m3の密度(density)、および
(3)25℃〜35℃の流動点(pour point)
からなる群から選択される1つ以上の特性を有する、
低硫黄バンカー燃料組成物(low sulfur bunker fuel composition)。
50℃において約380cStの動粘度を有する、実施形態14の燃料組成物。
6mg/kg以下の全金属含有量(total metal content)を有する、実施形態14または実施形態15のいずれかの燃料組成物。
3mg/kg以上の全金属含有量を有する、実施形態14〜16のいずれか1つの燃料組成物。
1200ppm未満の硫黄を有する、実施形態14〜17のいずれか1つの燃料組成物。
1000ppm未満の硫黄を有する、実施形態14〜18のいずれか1つの燃料組成物。
900ppm未満の硫黄を有する、実施形態14〜19のいずれか1つの燃料組成物。
850ppm未満の硫黄を有する、実施形態14〜20のいずれか1つの燃料組成物。
800ppm未満の硫黄を有する、実施形態14〜21のいずれか1つの燃料組成物。
500ppm未満の硫黄を有する、実施形態14〜22のいずれか1つの燃料組成物。
少なくとも500ppmの硫黄を有する、実施形態14〜23のいずれか1つの燃料組成物。
約25体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、実施形態14〜24のいずれか1つの燃料組成物。
約20体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、実施形態14〜25のいずれか1つの燃料組成物。
約15体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、実施形態14〜26のいずれか1つの燃料組成物。
約10体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、実施形態14〜27のいずれか1つの燃料組成物。
約7.5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、実施形態14〜28のいずれか1つの燃料組成物。
約5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、実施形態14〜29のいずれか1つの燃料組成物。
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の60体積%以上を提供する、実施形態14〜30のいずれか1つの燃料組成物。
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の65体積%以上を提供する、実施形態14〜31のいずれか1つの燃料組成物。
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の70体積%以上を提供する、実施形態14〜32のいずれか1つの燃料組成物。
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の80体積%以上を提供する、実施形態14〜33のいずれか1つの燃料組成物。
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の90体積%以上を提供する、実施形態14〜34のいずれか1つの燃料組成物。
少なくとも600℃のT50と約1500ppm以下の硫黄とを有する、未分解の減圧残渣。
約1300ppm以下の硫黄を有する、実施形態36の未分解の減圧残渣。
約1200ppm以下の硫黄を有する、実施形態36または実施形態37のいずれかの未分解の減圧残渣。
約1000ppm以下の硫黄を有する、実施形態37〜38のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
約800ppm以下の硫黄を有する、実施形態37〜39のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
約500ppm以下の硫黄を有する、実施形態37〜40のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
少なくとも約500ppmの硫黄を有する、実施形態37〜41のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
6mg/kg以下の全金属含有量を有する、実施形態37〜42のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
3mg/kg以上の全金属含有量を有する、実施形態37〜43のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
約6000mg/kg以下の窒素を有する、実施形態37〜44のいずれか1つの未分解の減圧残渣。
予言的な実施例1において(図1を参照されたい)、原油から分留され、かつ以下の表1に開示される特性を示す高硫黄(例えば、約0.5〜約0.8重量%)の減圧残渣は、商業的に入手可能なアルミナ担持第VIB族/第VIII族(例えば、NiMo)水素処理触媒が装填された(キャットフィード)水素処理ユニット中に約106m3/時間の速度で供給される。
実施例1に記載されたプロセスにより、バンカー燃料組成物が得られる。4つの例示的な非限定的な実施例において、減圧残渣は、(例えば)約63:約27:約10(「ベースブレンド」);約50:約40:約10(「低ブレンド」);約60:約40:約0(「中間ブレンド」);および約70:約20:約10(「高ブレンド」)の体積%:体積%:体積%比で第1および第2の水素処理されたディーゼル添加剤と組み合わせることができる。結果として生じるマリンバンカー燃料組成物の個々の特徴は、以下の表5に示される。
2つの減圧残渣は、本明細書に記載される通りに水素処理された。それぞれの残渣バッチのIP507蒸留プロフィールを表6に示す。
4日間の別々の日に減圧残渣の4つのバッチを水素処理した。これらの4つのバッチの窒素含有量を水素処理の前後に測定した。適切なデータを以下の表7に示す。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
減圧残渣を実質的に分解することなく、約1500パーツパーミリオン(wppm)以下まで硫黄を減少させるために、水素処理触媒の存在下で、減圧残渣供給流を水素により水素処理することと、
前記水素処理された減圧残渣と、約10体積%以下の第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流および約40体積%以下の第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流とを混合することと
を含む、低硫黄バンカー燃料組成物を製造するための方法であって、
前記減圧残渣供給流が、約1000〜約10000wppmの硫黄を有し、前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約20wppm以下の硫黄を有し、前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約10wppm以下の硫黄を有する、方法。
(態様2)
前記減圧残渣供給流が、約6000〜約10000wppmの硫黄を有する、態様1に記載の方法。
(態様3)
前記減圧残渣供給流が、約6000〜約8000wppmの硫黄を有する、態様2に記載の方法。
(態様4)
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1400wppm以下まで減少される、態様1に記載の方法。
(態様5)
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1300wppm以下まで減少される、態様4に記載の方法。
(態様6)
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1200wppm以下まで減少される、態様5に記載の方法。
(態様7)
前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1000wppm以下まで減少される、態様6に記載の方法。
(態様8)
前記水素処理された減圧残渣が、約25体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、態様1に記載の方法。
(態様9)
前記水素処理された減圧残渣が、約20体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、態様8に記載の方法。
(態様10)
前記水素処理された減圧残渣が、約15体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、態様9に記載の方法。
(態様11)
前記水素処理された減圧残渣が、約7.5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、態様1に記載の方法。
(態様12)
前記水素処理された減圧残渣が、約5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、態様11に記載の方法。
(態様13)
前記減圧残渣供給流が、少なくとも130バールの圧力下で水素処理される、態様1に記載の方法。
(態様14)
最大で約1500wppmの硫黄と50℃において少なくとも約350cStの動粘度とを有する約50体積%〜約100体積%の未分解の水素処理された減圧残渣と、
約10体積%までの第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と、
約40体積%までの第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と
を含む、低硫黄バンカー燃料組成物であって、
前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約20wppm以下の硫黄を有し、前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約10wppm以下の硫黄を有し、
(1)50℃における約20cSt〜約100cStの動粘度、
(2)15℃における約800kg/m 3 〜1000kg/m 3 の密度、および
(3)25℃〜35℃の流動点
からなる群から選択される1つ以上の特性を有する、
低硫黄バンカー燃料組成物。
(態様15)
50℃において約380cStの動粘度を有する、態様14に記載の燃料組成物。
(態様16)
6mg/kg以下の全金属含有量を有する、態様14に記載の燃料組成物。
(態様17)
3mg/kg以上の全金属含有量を有する、態様14に記載の燃料組成物。
(態様18)
1200wppm未満の硫黄を有する、態様14に記載の燃料組成物。
(態様19)
1000wppm未満の硫黄を有する、態様18に記載の燃料組成物。
(態様20)
900wppm未満の硫黄を有する、態様19に記載の燃料組成物。
(態様21)
850wppm未満の硫黄を有する、態様20に記載の燃料組成物。
(態様22)
800wppm未満の硫黄を有する、態様21に記載の燃料組成物。
(態様23)
500wppm未満の硫黄を有する、態様22に記載の燃料組成物。
(態様24)
少なくとも500wppmの硫黄を有する、態様14に記載の燃料組成物。
(態様25)
約25体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、態様14に記載の燃料組成物。
(態様26)
約20体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、態様25に記載の燃料組成物。
(態様27)
約15体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、態様26に記載の燃料組成物。
(態様28)
約10体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、態様27に記載の燃料組成物。
(態様29)
約7.5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、態様14に記載の燃料組成物。
(態様30)
約5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、態様29に記載の燃料組成物。
(態様31)
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の60体積%以上を提供する、態様14に記載の燃料組成物。
(態様32)
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の65体積%以上を提供する、態様31に記載の燃料組成物。
(態様33)
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の70体積%以上を提供する、態様32に記載の燃料組成物。
(態様34)
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の80体積%以上を提供する、態様33に記載の燃料組成物。
(態様35)
前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の90体積%以上を提供する、態様34に記載の燃料組成物。
(態様36)
少なくとも600℃のT50と約1500wppm以下の硫黄とを有する、未分解の減圧残渣。
(態様37)
約1300wppm以下の硫黄を有する、態様36に記載の未分解の減圧残渣。
(態様38)
約1200wppm以下の硫黄を有する、態様37に記載の未分解の減圧残渣。
(態様39)
約1000wppm以下の硫黄を有する、態様38に記載の未分解の減圧残渣。
(態様40)
約800wppm以下の硫黄を有する、態様39に記載の未分解の減圧残渣。
(態様41)
約500wppm以下の硫黄を有する、態様40に記載の未分解の減圧残渣。
(態様42)
少なくとも約500wppmの硫黄を有する、態様36に記載の未分解の減圧残渣。
(態様43)
6mg/kg wppm以下の全金属含有量を有する、態様36に記載の未分解の減圧残渣。
(態様44)
3mg/kg wppm以上の全金属含有量を有する、態様36に記載の未分解の減圧残渣。
(態様45)
約6000mg/kg以下の窒素を有する、態様36に記載の未分解の減圧残渣。
Claims (45)
- 減圧残渣を実質的に分解することなく、約1500パーツパーミリオン(wppm)以下まで硫黄を減少させるために、水素処理触媒の存在下で、減圧残渣供給流を水素により水素処理することと、
前記水素処理された減圧残渣と、約10体積%以下の第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流および約40体積%以下の第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流とを混合することと
を含む、低硫黄バンカー燃料組成物を製造するための方法であって、
前記減圧残渣供給流が、約1000〜約10000wppmの硫黄を有し、前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約20wppm以下の硫黄を有し、前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約10wppm以下の硫黄を有する、方法。 - 前記減圧残渣供給流が、約6000〜約10000wppmの硫黄を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記減圧残渣供給流が、約6000〜約8000wppmの硫黄を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1400wppm以下まで減少される、請求項1に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1300wppm以下まで減少される、請求項4に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1200wppm以下まで減少される、請求項5に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣の前記硫黄が、約1000wppm以下まで減少される、請求項6に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣が、約25体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、請求項1に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣が、約20体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、請求項8に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣が、約15体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、請求項9に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣が、約7.5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、請求項1に記載の方法。
- 前記水素処理された減圧残渣が、約5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と混合される、請求項11に記載の方法。
- 前記減圧残渣供給流が、少なくとも130バールの圧力下で水素処理される、請求項1に記載の方法。
- 最大で約1500wppmの硫黄と50℃において少なくとも約350cStの動粘度とを有する約50体積%〜約100体積%の未分解の水素処理された減圧残渣と、
約10体積%までの第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と、
約40体積%までの第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流と
を含む、低硫黄バンカー燃料組成物であって、
前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約20wppm以下の硫黄を有し、前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流が、約10wppm以下の硫黄を有し、
(1)50℃における約20cSt〜約100cStの動粘度、
(2)15℃における約800kg/m3〜1000kg/m3の密度、および
(3)25℃〜35℃の流動点
からなる群から選択される1つ以上の特性を有する、
低硫黄バンカー燃料組成物。 - 50℃において約380cStの動粘度を有する、請求項14に記載の燃料組成物。
- 6mg/kg以下の全金属含有量を有する、請求項14に記載の燃料組成物。
- 3mg/kg以上の全金属含有量を有する、請求項14に記載の燃料組成物。
- 1200wppm未満の硫黄を有する、請求項14に記載の燃料組成物。
- 1000wppm未満の硫黄を有する、請求項18に記載の燃料組成物。
- 900wppm未満の硫黄を有する、請求項19に記載の燃料組成物。
- 850wppm未満の硫黄を有する、請求項20に記載の燃料組成物。
- 800wppm未満の硫黄を有する、請求項21に記載の燃料組成物。
- 500wppm未満の硫黄を有する、請求項22に記載の燃料組成物。
- 少なくとも500wppmの硫黄を有する、請求項14に記載の燃料組成物。
- 約25体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、請求項14に記載の燃料組成物。
- 約20体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、請求項25に記載の燃料組成物。
- 約15体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、請求項26に記載の燃料組成物。
- 約10体積%以下の前記第2のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、請求項27に記載の燃料組成物。
- 約7.5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、請求項14に記載の燃料組成物。
- 約5体積%以下の前記第1のディーゼル沸騰範囲炭化水素流を含む、請求項29に記載の燃料組成物。
- 前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の60体積%以上を提供する、請求項14に記載の燃料組成物。
- 前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の65体積%以上を提供する、請求項31に記載の燃料組成物。
- 前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の70体積%以上を提供する、請求項32に記載の燃料組成物。
- 前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の80体積%以上を提供する、請求項33に記載の燃料組成物。
- 前記未分解の水素処理された減圧残渣が、前記組成物の90体積%以上を提供する、請求項34に記載の燃料組成物。
- 少なくとも600℃のT50と約1500wppm以下の硫黄とを有する、未分解の減圧残渣。
- 約1300wppm以下の硫黄を有する、請求項36に記載の未分解の減圧残渣。
- 約1200wppm以下の硫黄を有する、請求項37に記載の未分解の減圧残渣。
- 約1000wppm以下の硫黄を有する、請求項38に記載の未分解の減圧残渣。
- 約800wppm以下の硫黄を有する、請求項39に記載の未分解の減圧残渣。
- 約500wppm以下の硫黄を有する、請求項40に記載の未分解の減圧残渣。
- 少なくとも約500wppmの硫黄を有する、請求項36に記載の未分解の減圧残渣。
- 6mg/kg wppm以下の全金属含有量を有する、請求項36に記載の未分解の減圧残渣。
- 3mg/kg wppm以上の全金属含有量を有する、請求項36に記載の未分解の減圧残渣。
- 約6000mg/kg以下の窒素を有する、請求項36に記載の未分解の減圧残渣。
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