JP2020510719A - Oxidative desulfurization and sulfone treatment of petroleum fractions using FCC - Google Patents
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Abstract
実施形態は、炭化水素原料から成分を回収する方法及び装置を提供する。少なくとも一実施形態により、方法は、炭化水素原料を酸化反応装置に供給するステップであって、前記炭化水素原料が触媒の存在下で前記炭化水素原料中に存在する硫黄化合物及び窒素化合物を選択的に酸化するのに十分な条件下で酸化されるステップ、前記炭化水素、前記酸化された硫黄化合物、及び前記酸化された窒素化合物を溶媒抽出によって分離するステップ、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を含む残留物流を収集するステップ、並びに前記第1の残留物流を流動接触分解装置に供給するステップを含む。前記第1の残留物流は、前記第1の残留物流を流動接触分解装置に供給する前に、水素化処理装置を通じてさらに供給される。Embodiments provide methods and apparatus for recovering components from hydrocarbon feedstocks. According to at least one embodiment, the method comprises the step of feeding a hydrocarbon feedstock to an oxidation reactor, the hydrocarbon feedstock selectively selecting sulfur compounds and nitrogen compounds present in the hydrocarbon feedstock in the presence of a catalyst. Oxidizing under conditions sufficient to oxidize the hydrocarbon, the hydrocarbon, the oxidized sulfur compound, and the oxidized nitrogen compound are separated by solvent extraction, the oxidized sulfur compound and the oxidation. Collecting a residual stream containing the generated nitrogen compounds, and supplying the first residual stream to a fluid catalytic cracking unit. The first retentate stream is further fed through a hydrotreating device before feeding the first retentate stream to a fluid catalytic cracking unit.
Description
実施形態は、炭化水素原料から硫黄及び窒素を回収する方法及び装置に関する。より具体的には、実施形態は、炭化水素流の酸化脱硫及び脱窒素のための方法及び装置並びにその後の、結果として生じる酸化された硫黄及び窒素化合物の処分に関する。 Embodiments relate to a method and apparatus for recovering sulfur and nitrogen from a hydrocarbon feed. More specifically, embodiments relate to methods and apparatus for the oxidative desulfurization and denitrification of hydrocarbon streams and subsequent disposal of the resulting oxidized sulfur and nitrogen compounds.
原油は、燃料及び石油化学原料として使用される世界の主要な炭化水素源である。同時に、石油及び石油系製品は、今日の大気汚染及び水質汚染の主な発生源でもある。石油及び石油系製品によって引き起こされる汚染をめぐる懸念の高まりに対処するために、多くの国々が、石油製品、特に石油精製操作及び燃料中の特定の汚染物質の許容濃度、例えばガソリン燃料中の許容される硫黄及び窒素含有量に厳しい規制を実施してきた。天然石油又は原油の正確な組成は著しく異なるが、すべての原油は多少の測定可能な量の硫黄化合物を含有し、大半の原油は多少の測定可能な量の窒素化合物も含有する。さらに、原油は酸素も含有し得るが、大半の原油の酸素含有量は低い。一般に、原油中の硫黄濃度は約5重量パーセント(重量%)未満であり、大半の原油は約0.5〜約1.5重量%の範囲の硫黄濃度を有する。大半の原油の窒素濃度は通常、0.2重量%未満であるが、1.6重量%もの高さであり得る。米国では、自動車用ガソリン燃料の最大総硫黄含有量が10重量百万分率(ppmw)未満の硫黄となるように規制されている。 Crude oil is the world's major source of hydrocarbons used as fuels and petrochemical feedstocks. At the same time, petroleum and petroleum-based products are also major sources of air and water pollution today. To address the growing concern over pollution caused by petroleum and petroleum-based products, many countries have developed permissible concentrations of certain pollutants in petroleum products, particularly in oil refining operations and fuels, such as in gasoline fuels. Strict regulations have been implemented for the required sulfur and nitrogen content. Although the exact composition of natural petroleum or crude oil varies significantly, all crude oils contain some measurable amounts of sulfur compounds and most crudes also contain some measurable amounts of nitrogen compounds. In addition, while crude oil may also contain oxygen, most crude oils have low oxygen content. Generally, the concentration of sulfur in crude oil is less than about 5 weight percent (% by weight), and most crude oils have a sulfur concentration in the range of about 0.5 to about 1.5% by weight. The nitrogen concentration of most crudes is typically less than 0.2% by weight, but can be as high as 1.6% by weight. In the United States, the maximum total sulfur content of automotive gasoline fuels is regulated to be less than 10 parts per million by weight (ppmw) sulfur.
原油は製油所で精製され、輸送用燃料や石油化学原料が製造される。通例、輸送用燃料は、特定の最終用途の仕様を満足するために、原油からの蒸留留分を加工及び配合することによって製造される。現在一般に入手可能な原油の大半は、高濃度の硫黄を有するため、蒸留留分は通例、各種性能仕様、環境基準又はその両方を満足する生成物を得るために脱硫を必要とする。 Crude oil is refined at refineries to produce transportation fuels and petrochemical feedstocks. Typically, transportation fuels are manufactured by processing and blending a distillate fraction from crude oil to meet specific end-use specifications. Because most of the currently available crude oils have high levels of sulfur, distillate fractions typically require desulfurization to obtain a product that meets various performance specifications, environmental standards, or both.
原油及び得られた精製燃料中に存在する硫黄含有有機化合物は、環境汚染の主な原因となり得る。硫黄化合物は通例、燃焼過程中に硫黄酸化物に変換され、硫黄酸化物は次に硫黄オキソ酸を生成し、微粒子排出物の一因となり得る。 Sulfur-containing organic compounds present in crude oil and the resulting refined fuel can be a major source of environmental pollution. Sulfur compounds are typically converted to sulfur oxides during the combustion process, which in turn produces sulfur oxoacids, which can contribute to particulate emissions.
微粒子排出物を低減するための1つの方法としては、各種の含酸素燃料配合化合物、メタノール及びジメチルエーテルなどの、炭素間化学結合をほとんど若しくは全く含有しない化合物、又はその両方を添加することが挙げられる。しかし、これらの化合物の大半は、それらが高い蒸気圧を有し得るという欠点、ディーゼル燃料にほぼ不溶性であるという欠点、若しくはそのセタン価によって示されるように、難着火性を有するという欠点、又はそれらの組合せの欠点を有する。 One way to reduce particulate emissions is to add various oxygenated fuel blends, compounds containing little or no carbon-carbon bonds, such as methanol and dimethyl ether, or both. . However, the majority of these compounds have the disadvantage that they can have a high vapor pressure, are almost insoluble in diesel fuel, or have a low ignitability, as indicated by their cetane number, or They have the disadvantages of their combination.
硫黄及び芳香族化合物の含有量を低減するために化学的水素化処理又は水素添加によって処理されたディーゼル燃料は、燃料の潤滑性が低下することがあり、このことは次いで、燃料ポンプ、インジェクタ及び高圧下で燃料と接触する他の可動部品を過度に摩耗させるおそれがある。 Diesel fuels that have been treated by chemical hydrotreating or hydrogenation to reduce the content of sulfur and aromatics may have reduced fuel lubricity, which in turn translates into fuel pumps, injectors and Other moving parts that come into contact with the fuel under high pressure may wear excessively.
例えば、中間留出物(即ち、約180〜370℃の範囲で名目上沸騰する蒸留留分)は、燃料として使用することができるか、又は圧縮着火内燃機関(即ちディーゼルエンジン)に使用する燃料の配合成分として使用することができる。中間留出物留分は通例、約1〜3重量%の硫黄を含む。中間留出物留分中の許容硫黄濃度は、欧州と米国で1993年以来、3000ppmwレベルから5〜50ppmwレベルに引き下げられた。 For example, middle distillates (i.e., distillates nominally boiling in the range of about 180-370 <0> C) can be used as fuels or fuels used in compression ignition internal combustion engines (i.e., diesel engines). Can be used as a component. The middle distillate fraction typically contains about 1 to 3% by weight of sulfur. The allowable sulfur concentration in middle distillate cuts has been reduced in Europe and the United States since 1993 from 3000 ppmw levels to 5-50 ppmw levels.
超低硫黄含有量燃料に対する次第に厳しくなる規制を遵守するために、精油業者は、精油所ゲートでの硫黄レベルがはるかに低い燃料を製造し、混合後に規格を満足することができるようにしなければならない。 In order to comply with increasingly stringent regulations for ultra-low sulfur content fuels, refiners must produce fuels with much lower sulfur levels at refinery gates so that they can meet specifications after mixing. No.
製油所輸送用燃料の配合向けの石油蒸留物から硫黄の大部分を除去するために、低圧の従来の水素化脱硫(HDS)工程を使用することができる。しかし、これらのユニットは、多環芳香族硫黄化合物のように硫黄原子が立体障害されている場合、温和な条件(即ち、最大約30バールの圧力)での化合物からの硫黄除去には効率的でない。このことは、硫黄ヘテロ原子が2個のアルキル基によって障害されている場合(例えば4,6−ジメチルジベンゾチオフェン)に特に当てはまる。除去が困難であるため、障害されたジベンゾチオフェンは、50ppmw〜100ppmwなどの低硫黄レベルで占めている。これらの難分解性の硫黄化合物から硫黄を除去するためには、厳しい運転条件(例えば、高い水素分圧、高温又は高い触媒体積)を利用する必要がある。水素分圧を上昇させることは、再循環ガス純度を上場させることによってのみ達成可能であるか、又は新しい基本ユニットを設計する必要があり、これは非常に費用のかかる選択肢となり得る。厳しい運転条件の使用によって、通例、収率の低下、触媒のライフサイクルの低下及び生成物の品質劣化(例えば色)が引き起こされるため、通例、回避されることが求められている。 A low pressure conventional hydrodesulfurization (HDS) process can be used to remove most of the sulfur from petroleum distillate for refinery transportation fuel blending. However, these units are efficient at removing sulfur from compounds under mild conditions (ie, up to about 30 bar pressure) when the sulfur atom is sterically hindered, such as polycyclic aromatic sulfur compounds. Not. This is especially true where the sulfur heteroatom is hindered by two alkyl groups (eg, 4,6-dimethyldibenzothiophene). Due to the difficulty of removal, hindered dibenzothiophenes occupy low sulfur levels, such as 50 ppmw to 100 ppmw. To remove sulfur from these refractory sulfur compounds, harsh operating conditions (eg, high hydrogen partial pressures, high temperatures or high catalyst volumes) must be utilized. Increasing the hydrogen partial pressure can only be achieved by listing the recycle gas purity, or requires the design of a new base unit, which can be a very costly option. The use of harsh operating conditions typically leads to reduced yields, reduced catalyst life cycles, and product quality degradation (eg, color) and is typically sought to be avoided.
しかし、石油アップグレードの従来の方法は、各種の制限及び不利益という欠点がある。例えば水素化方法は、通例、所望のアップグレード及び変換を達成するために、外部源からの大量の水素ガスの供給を必要とする。これらの方法はまた、重質原料の水素化処理又は過酷な条件下での水素化処理の場合と通例同様に、触媒の早期又は急速な失活という欠点があり、したがって触媒の再生又は新たな触媒の添加が必要となり、このことは次いで処理ユニットのダウンタイムにつながるおそれがある。熱的方法は、副生成物としての大量のコークスを生成するという、及び硫黄や窒素などの不純物を除去する能力が限られているという欠点を有することが多い。さらに、熱的方法は、過酷な条件(例えば、高温及び高圧)に好適な特殊装置を必要とし、著しいエネルギーの入力を必要とし、それによって複雑さ及び費用が増大する。 However, conventional methods of upgrading petroleum suffer from various limitations and disadvantages. For example, hydrogenation processes typically require the supply of large amounts of hydrogen gas from an external source to achieve the desired upgrades and conversions. These processes also have the disadvantage of premature or rapid deactivation of the catalyst, as is usually the case with hydrotreatment of heavy feedstocks or hydrotreatment under harsh conditions, and thus regeneration or renewal of the catalyst. The addition of a catalyst is required, which in turn can lead to downtime of the processing unit. Thermal methods often have the disadvantage of producing large quantities of coke as a by-product and of having a limited ability to remove impurities such as sulfur and nitrogen. Furthermore, thermal methods require specialized equipment suitable for harsh conditions (eg, high temperatures and pressures), require significant energy input, thereby increasing complexity and cost.
したがって、炭化水素原料をアップグレードする方法、特に使用可能な硫黄又は窒素化合物の回収及び処分のための手段も提供できる、低過酷度条件を使用する炭化水素の脱硫、脱窒素又はその両方の方法を提供する必要が存在する。 Thus, methods for upgrading hydrocarbon feedstocks, especially hydrocarbon desulfurization, denitrification, or both using low severity conditions, which can also provide a means for recovery and disposal of available sulfur or nitrogen compounds, can be provided. There is a need to provide.
実施形態は、存在する硫黄及び窒素の大部分を除去し、次にこれらの化合物を関連する工程で利用する、炭化水素原料のアップグレードのための方法及び装置を提供する。 Embodiments provide methods and apparatus for upgrading hydrocarbon feedstocks that remove most of the sulfur and nitrogen present and then utilize these compounds in related processes.
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料から成分を回収する方法であって、硫黄化合物及び窒素化合物を含む炭化水素原料を酸化反応装置に供給すること、並びに炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含む酸化された炭化水素流を生成するために、炭化水素原料中に存在する硫黄化合物及び窒素化合物を選択的に酸化するのに十分な条件下で、酸化反応装置内で炭化水素原料を酸化剤と接触させることを含む方法が提供される。該方法は、抽出された炭化水素流及び混合流を生成するために、極性溶媒による溶媒抽出によって、酸化された炭化水素流中の炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を分離することをさらに含み、混合流は、極性溶媒、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含み、抽出された炭化水素流は、炭化水素原料よりも低濃度の硫黄化合物及び窒素化合物を有する。該方法はさらに、蒸留塔を使用して混合流を第1の回収極性溶媒流並びに酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含む第1の残留物流に分離すること、並びに第1の残留物流を流動接触分解装置に供給することをさらに含む。該方法は、第1の残留物流を流動接触分解装置に供給する前に、第1の残留物流を水素化処理装置を通じて供給することをさらに含む。流動接触分解装置は、酸化された硫黄及び酸化された窒素を接触分解するように作用して、再生触媒並びにガス生成物及び液体生成物を生成し、第1の残留物流からの炭化水素の回収を可能とする。 According to at least one embodiment, a method of recovering components from a hydrocarbon feedstock, comprising feeding a hydrocarbon feedstock containing a sulfur compound and a nitrogen compound to an oxidation reactor, and providing the hydrocarbon, oxidized sulfur compound and oxidized Hydrocarbons in an oxidation reactor under conditions sufficient to selectively oxidize the sulfur and nitrogen compounds present in the hydrocarbon feed to produce an oxidized hydrocarbon stream containing the reduced nitrogen compounds. A method is provided that includes contacting the raw material with an oxidizing agent. The method separates hydrocarbons, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds in an oxidized hydrocarbon stream by solvent extraction with a polar solvent to produce an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream. Wherein the mixed stream comprises a polar solvent, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds, and the extracted hydrocarbon stream has a lower concentration of sulfur compounds and nitrogen compounds than the hydrocarbon feed. . The method further comprises separating the mixed stream using a distillation column into a first recovered polar solvent stream and a first retentate stream comprising oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds; The method further includes supplying the stream to a fluid catalytic cracker. The method further includes feeding the first retentate stream through a hydrotreating unit before feeding the first retentate stream to a fluid catalytic cracker. The fluid catalytic cracker operates to catalytically crack oxidized sulfur and oxidized nitrogen to produce a regenerated catalyst and gaseous and liquid products and to recover hydrocarbons from the first residual stream. Is possible.
少なくとも一実施形態により、該方法は、液体生成物中の硫黄化合物を選択的に酸化するために、液体生成物の少なくとも一部を酸化反応装置に再循環させることを含み、液体生成物の一部は、軽質サイクル油及び重質サイクル油の少なくとも1つを含む。 According to at least one embodiment, the method includes recirculating at least a portion of the liquid product to an oxidation reactor to selectively oxidize sulfur compounds in the liquid product, the method comprising: The part includes at least one of a light cycle oil and a heavy cycle oil.
少なくとも一実施形態により、該方法は、第2の回収極性溶媒流及びストリッピングされた炭化水素流を生成するために、抽出された炭化水素流をストリッパに供給すること、並びに第1の回収極性溶媒流及び第2の極性溶媒流を、酸化された炭化水素流中の炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を分離するための抽出容器に再循環させることをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method comprises: providing an extracted hydrocarbon stream to a stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a stripped hydrocarbon stream; The method further includes recycling the solvent stream and the second polar solvent stream to an extraction vessel for separating hydrocarbons, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds in the oxidized hydrocarbon stream.
少なくとも一実施形態により、該方法は、流動接触分解供給流を用いて再生触媒の一部を流動接触分解装置に再循環させることをさらに含み、再循環は、第1の残留物流から炭化水素を回収するために、流動接触分解供給流を再生触媒の一部を用いて接触分解することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises recycling a portion of the regenerated catalyst to the fluidized catalytic cracker using a fluidized catalytic cracking feed stream, wherein the recycling comprises removing hydrocarbons from the first residual stream. The method further includes catalytically cracking the fluid catalytic cracking feed stream using a portion of the regenerated catalyst for recovery.
少なくとも一実施形態により、酸化剤は、空気、酸素、過酸化物、ヒドロペルオキシド、オゾン、窒素酸化物化合物及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the oxidizing agent is selected from the group consisting of air, oxygen, peroxide, hydroperoxide, ozone, nitrogen oxide compounds and combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料を酸化剤と接触させることが、式MxOyを有する金属酸化物を含む触媒の存在下で行われ、式中、Mは周期表のIVB族、VB族及びVIB族から選択される元素である。 According to at least one embodiment, contacting the hydrocarbon feed with an oxidizing agent is performed in the presence of a catalyst comprising a metal oxide having the formula M x O y , wherein M is group IVB of the periodic table, VB And an element selected from Group VIB and Group VIB.
少なくとも一実施形態により、硫黄化合物としては、スルフィド、ジスルフィド、メルカプタン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンのアルキル誘導体又はそれらの組合せが挙げられる。 According to at least one embodiment, the sulfur compound includes a sulfide, disulfide, mercaptan, thiophene, benzothiophene, dibenzothiophene, an alkyl derivative of dibenzothiophene, or a combination thereof.
少なくとも一実施形態により、酸化反応装置は、約20〜約350℃の温度及び約1〜約10バールの圧力に維持される。 According to at least one embodiment, the oxidation reactor is maintained at a temperature of about 20 to about 350C and a pressure of about 1 to about 10 bar.
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料中に存在する酸化剤と硫黄化合物との比は、約4:1〜約10:1である。 According to at least one embodiment, the ratio of oxidizer to sulfur compound present in the hydrocarbon feed is from about 4: 1 to about 10: 1.
少なくとも一実施形態により、極性溶媒は約19より大きいヒルデブラント値を有する。 According to at least one embodiment, the polar solvent has a Hildebrand value greater than about 19.
少なくとも一実施形態により、極性溶媒は、アセトン、二硫化炭素、ピリジン、ジメチルスルホキシド、n−プロパノール、エタノール、n−ブタノール、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、メタノール及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the polar solvent is a group consisting of acetone, carbon disulfide, pyridine, dimethylsulfoxide, n-propanol, ethanol, n-butanol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethylformamide, acetonitrile, methanol and combinations thereof. Is selected from
少なくとも一実施形態により、極性溶媒はアセトニトリルである。 According to at least one embodiment, the polar solvent is acetonitrile.
少なくとも一実施形態により、極性溶媒はメタノールである。 According to at least one embodiment, the polar solvent is methanol.
少なくとも一実施形態により、溶媒抽出は、約20℃〜約60℃の温度及び約1〜約10バールの圧力で行われる。 According to at least one embodiment, the solvent extraction is performed at a temperature from about 20C to about 60C and a pressure from about 1 to about 10 bar.
少なくとも一実施形態により、該方法は、抽出された炭化水素流を吸着塔に供給することをさらに含み、吸着塔には抽出された炭化水素流中に存在する酸化された化合物の除去に好適な吸着剤が充填され、吸着塔によって高純度炭化水素生成物流及び第2の残留物流が生成され、第2の残留物流は酸化された化合物の一部を含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises supplying the extracted hydrocarbon stream to an adsorption column, wherein the adsorption column is suitable for removing oxidized compounds present in the extracted hydrocarbon stream. The adsorbent is charged and a high purity hydrocarbon product stream and a second retentate stream are produced by the adsorption tower, the second retentate stream containing a portion of the oxidized compound.
少なくとも一実施形態により、該方法は、第2の残留物流を流動接触分解装置に供給することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises feeding the second residual stream to a fluid catalytic cracker.
少なくとも一実施形態により、吸着剤は活性炭、シリカゲル、アルミナ、天然粘土、シリカ−アルミナ、ゼオライト及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the sorbent is selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, alumina, natural clay, silica-alumina, zeolites and combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、吸着剤はポリマー被覆担体であり、担体は高い表面積を有し、シリカゲル、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト及び活性炭からなる群から選択され、ポリマーは、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリエステルテレフタレート、ポリウレタン及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the sorbent is a polymer coated carrier, wherein the carrier has a high surface area and is selected from the group consisting of silica gel, alumina, silica-alumina, zeolite and activated carbon, wherein the polymer is polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene , Polyester terephthalate, polyurethane and combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、前記第1の残留物流を前記流動接触分解装置に供給することが、前記第1の残留物流から炭化水素を回収するために、触媒の存在下で第1の残留物流を流動接触分解供給流と接触させて、前記流動接触分解供給流を接触分解することをさらに含む。 According to at least one embodiment, supplying the first retentate stream to the fluid catalytic cracking unit comprises refining the first retentate stream in the presence of a catalyst to recover hydrocarbons from the first retentate stream. The method further comprises catalytically cracking the fluidized catalytic cracking feed stream in contact with a fluid catalytic cracking feed stream.
少なくとも一実施形態により、流動接触分解供給流は、真空軽油(VGO)、常圧蒸留残油、脱金属油、全原油、分解頁岩油、液化石炭、分解瀝青、重質コーカー軽油、軽質サイクル油、重質サイクル油、クラリファイドスラリー油又はそれらの組合せを含む。 According to at least one embodiment, the fluid catalytic cracking feed stream is vacuum gas oil (VGO), atmospheric distillate bottoms, demetalized oil, whole crude oil, cracked shale oil, liquefied coal, cracked bitumen, heavy coker gas oil, light cycle oil , Heavy cycle oils, clarified slurry oils or combinations thereof.
別の実施形態により、炭化水素原料から成分を回収する方法であって、硫黄化合物及び窒素化合物を含む炭化水素原料を酸化反応装置に供給すること、並びに炭化水素、酸化された硫黄化合物、及び酸化された窒素化合物を含む酸化された炭化水素流を生成するために、炭化水素原料中に存在する硫黄化合物及び窒素化合物を選択的に酸化するのに十分な条件下で、酸化反応装置内で炭化水素原料を酸化剤と接触させることを含む方法が提供される。該方法は、抽出された炭化水素流及び混合流を生成するために、極性溶媒による溶媒抽出によって、酸化された炭化水素流中の炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を分離することをさらに含み、混合流は、極性溶媒、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含み、抽出された炭化水素流は、炭化水素原料よりも低濃度の硫黄化合物及び窒素化合物を有する。該方法は、蒸留塔を使用して混合流を第1の回収極性溶媒流並びに酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含む第1の残留物流に分離すること、第1の残留物流を流動接触分解装置に供給することをさらに含み、流動接触分解装置は、酸化された硫黄及び酸化された窒素を接触分解するように作用して、再生触媒並びにガス生成物及び液体生成物が生成され、第1の残留物流からの炭化水素の回収が可能となる。さらに、該方法は、第1の残留物流から炭水化物を回収するために、触媒の存在下で第1の残留物流を流動接触分解供給流と接触させて、流動接触分解供給流を接触分解すること、第1の残留物流を流動接触分解装置に供給する前に、流動接触分解供給流と接触した第1の残留物流を水素化処理装置を通じて供給することを含む。 According to another embodiment, a method of recovering components from a hydrocarbon feed, comprising feeding a hydrocarbon feed containing a sulfur compound and a nitrogen compound to an oxidation reactor, and providing the hydrocarbon, the oxidized sulfur compound, and the oxidized Carbonization in an oxidation reactor under conditions sufficient to selectively oxidize sulfur and nitrogen compounds present in the hydrocarbon feed to produce an oxidized hydrocarbon stream containing the oxidized nitrogen compounds. A method is provided that includes contacting a hydrogen source with an oxidizing agent. The method separates hydrocarbons, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds in an oxidized hydrocarbon stream by solvent extraction with a polar solvent to produce an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream. Wherein the mixed stream comprises a polar solvent, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds, and the extracted hydrocarbon stream has a lower concentration of sulfur compounds and nitrogen compounds than the hydrocarbon feed. . The method comprises separating the mixed stream using a distillation column into a first recovered polar solvent stream and a first retentate stream comprising oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds; Further comprising feeding to a fluid catalytic cracker, the fluid catalytic cracker operative to catalytically crack oxidized sulfur and oxidized nitrogen to produce a regenerated catalyst and gas and liquid products. , It is possible to recover hydrocarbons from the first residual stream. Further, the method comprises contacting the first residue stream with a fluid catalytic cracking feed stream in the presence of a catalyst to catalytically crack the fluid catalytic cracking feed stream to recover carbohydrates from the first residue stream. Feeding the first residual stream in contact with the fluidized catalytic cracking feed stream through the hydrotreating unit before supplying the first residual stream to the fluidized catalytic cracking unit.
少なくとも一実施形態により、該方法は、液体生成物中の硫黄化合物を選択的に酸化するために、液体生成物の少なくとも一部を酸化反応装置に再循環させることをさらに含み、液体生成物の一部は、軽質サイクル油及び重質サイクル油の少なくとも1つを含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises recycling at least a portion of the liquid product to an oxidation reactor to selectively oxidize sulfur compounds in the liquid product, the method comprising: Some include at least one of a light cycle oil and a heavy cycle oil.
少なくとも一実施形態により、該方法は、第2の回収極性溶媒流及びストリッピングされた炭化水素流を生成するために、抽出された炭化水素流をストリッパに供給すること、並びに第1の回収極性溶媒流及び第2の極性溶媒流を、酸化された炭化水素流中の炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を分離するための抽出容器に再循環させることをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method comprises: providing an extracted hydrocarbon stream to a stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a stripped hydrocarbon stream; The method further includes recycling the solvent stream and the second polar solvent stream to an extraction vessel for separating hydrocarbons, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds in the oxidized hydrocarbon stream.
少なくとも一実施形態により、該方法は、流動接触分解供給流を用いて再生触媒の一部を流動接触分解装置に再循環させることをさらに含み、再循環は、第1の残留物流から炭化水素を回収するために、流動接触分解供給流を再生触媒の一部を用いて接触分解することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises recycling a portion of the regenerated catalyst to the fluidized catalytic cracker using a fluidized catalytic cracking feed stream, wherein the recycling comprises removing hydrocarbons from the first residual stream. The method further includes catalytically cracking the fluid catalytic cracking feed stream using a portion of the regenerated catalyst for recovery.
少なくとも一実施形態により、酸化剤は、空気、酸素、過酸化物、ヒドロペルオキシド、オゾン、窒素酸化物化合物及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the oxidizing agent is selected from the group consisting of air, oxygen, peroxide, hydroperoxide, ozone, nitrogen oxide compounds and combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料を酸化剤と接触させることが、式MxOyを有する金属酸化物を含む触媒の存在下で行われ、式中、Mは周期表のIVB族、VB族及びVIB族から選択される元素である。 According to at least one embodiment, contacting the hydrocarbon feed with an oxidizing agent is performed in the presence of a catalyst comprising a metal oxide having the formula M x O y , wherein M is group IVB of the periodic table, VB And an element selected from Group VIB and Group VIB.
少なくとも一実施形態により、硫黄化合物としては、スルフィド、ジスルフィド、メルカプタン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンのアルキル誘導体又はそれらの組合せが挙げられる。 According to at least one embodiment, the sulfur compound includes a sulfide, disulfide, mercaptan, thiophene, benzothiophene, dibenzothiophene, an alkyl derivative of dibenzothiophene, or a combination thereof.
少なくとも一実施形態により、酸化反応装置は、約20〜約350℃の温度及び約1〜約10バールの圧力に維持される。 According to at least one embodiment, the oxidation reactor is maintained at a temperature of about 20 to about 350C and a pressure of about 1 to about 10 bar.
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料中に存在する酸化剤と硫黄化合物との比は、約4:1〜約10:1である。 According to at least one embodiment, the ratio of oxidizer to sulfur compound present in the hydrocarbon feed is from about 4: 1 to about 10: 1.
少なくとも一実施形態により、極性溶媒は約19より大きいヒルデブラント値を有する。 According to at least one embodiment, the polar solvent has a Hildebrand value greater than about 19.
少なくとも一実施形態により、極性溶媒は、アセトン、二硫化炭素、ピリジン、ジメチルスルホキシド、n−プロパノール、エタノール、n−ブタノール、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、メタノール及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the polar solvent is a group consisting of acetone, carbon disulfide, pyridine, dimethylsulfoxide, n-propanol, ethanol, n-butanol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethylformamide, acetonitrile, methanol and combinations thereof. Is selected from
少なくとも一実施形態により、極性溶媒はアセトニトリルである。 According to at least one embodiment, the polar solvent is acetonitrile.
少なくとも一実施形態により、極性溶媒はメタノールである。 According to at least one embodiment, the polar solvent is methanol.
少なくとも一実施形態により、溶媒抽出は、約20℃〜約60℃の温度及び約1バール〜約10バールの圧力で行われる。 According to at least one embodiment, the solvent extraction is performed at a temperature from about 20C to about 60C and a pressure from about 1 bar to about 10 bar.
少なくとも一実施形態により、該方法は、抽出された炭化水素流を吸着塔に供給することをさらに含み、吸着塔には抽出された炭化水素流中に存在する酸化された化合物の除去に好適な吸着剤が充填され、吸収塔によって高純度炭化水素生成物流及び第2の残留物流が生成され、第2の残留物流は酸化された化合物の一部を含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises supplying the extracted hydrocarbon stream to an adsorption column, wherein the adsorption column is suitable for removing oxidized compounds present in the extracted hydrocarbon stream. The adsorbent is charged and a high purity hydrocarbon product stream and a second retentate stream are produced by the absorption tower, the second retentate stream containing some of the oxidized compounds.
少なくとも一実施形態により、該方法は、第2の残留物流を流動接触分解装置に供給することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises feeding the second residual stream to a fluid catalytic cracker.
少なくとも一実施形態により、吸着剤は活性炭、シリカゲル、アルミナ、天然粘土、シリカ−アルミナ、ゼオライト及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the sorbent is selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, alumina, natural clay, silica-alumina, zeolites and combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、吸着剤はポリマー被覆担体であり、担体は高い表面積を有し、シリカゲル、アルミナ及び活性炭からなる群から選択され、ポリマーは、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリエステルテレフタレート、ポリウレタン、シリカ−アルミナ、ゼオライト及びそれらの組合せからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the sorbent is a polymer-coated carrier, wherein the carrier has a high surface area and is selected from the group consisting of silica gel, alumina and activated carbon, wherein the polymer is polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene, polyester terephthalate, polyurethane, It is selected from the group consisting of silica-alumina, zeolites and combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、第1の残留物流及び流動接触分解供給流は、約1〜約15の範囲に及ぶ、触媒の第1の残留物流及び流動接触分解供給流に対する重量比で存在する。 According to at least one embodiment, the first retentate stream and the fluid catalytic cracking feed stream are present in a weight ratio to the first retentate stream and the fluid catalytic cracking feed stream ranging from about 1 to about 15.
少なくとも一実施形態により、流動接触分解供給流は、VGO、常圧蒸留残油、脱金属油、全原油、分解頁岩油、液化石炭、分解瀝青、重質コーカー軽油、軽質サイクル油、重質サイクル油、クラリファイドスラリー油又はそれらの組合せを含む。 According to at least one embodiment, the fluidized catalytic cracking feed stream is VGO, atmospheric distillation bottoms, demetallized oil, whole crude oil, cracked shale oil, liquefied coal, cracked bitumen, heavy coker gas oil, light cycle oil, heavy cycle oil Oils, clarified slurry oils or combinations thereof.
少なくとも一実施形態により、触媒の存在下で第1の残留物流を流動接触分解供給流と接触させることは、約300℃〜約650℃の温度範囲で行われる。 According to at least one embodiment, contacting the first retentate stream with the fluid catalytic cracking feed stream in the presence of a catalyst is performed at a temperature in the range of about 300C to about 650C.
少なくとも一実施形態により、触媒の存在下で第1の残留物流を流動接触分解供給流と接触させることは、約0.1秒〜約10分の滞留時間で行われる。 According to at least one embodiment, contacting the first retentate stream with the fluid catalytic cracking feed stream in the presence of the catalyst is performed with a residence time of about 0.1 seconds to about 10 minutes.
少なくとも一実施形態により、該方法は、沸点のより低い成分及び触媒粒子を第1の残留物流及び流動接触分解供給流から分離すること、並びに触媒粒子の少なくとも一部を再生することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises separating the lower boiling components and catalyst particles from the first retentate stream and the fluid catalytic cracking feed stream, and regenerating at least a portion of the catalyst particles.
少なくとも一実施形態により、触媒粒子の少なくとも一部を再生することは、再生触媒並びに一酸化炭素及び二酸化炭素を含むガス生成物及び液体生成物を生成する条件にて運転される流動床で、触媒粒子の一部を無水酸素含有ガスと接触させることを含む。 According to at least one embodiment, regenerating at least a portion of the catalyst particles comprises regenerating the catalyst in a fluidized bed operated at a condition that produces a gaseous product and a liquid product comprising carbon monoxide and carbon dioxide. Contacting a portion of the particles with an anhydrous oxygen-containing gas.
開示された方法及びシステムの特徴及び利点、並びに明らかになるであろうその他がより詳細に理解され得るように、先に簡単に要約した方法及びシステムのより詳細な説明が、本明細書の一部を構成する添付の図面に示されているその実施形態を参照することによってなされ得る。しかし、図面は各種の実施形態を例示するに過ぎず、したがって、他の有効な実施形態も同様に含み得るので、範囲を限定するとして見なすべきではないことに留意されたい。全体を通して、同様の番号は同様の要素を示し、プライム付き表記が使用される場合、代替の実施形態又は位置における同様の要素を示す。 To provide a more detailed understanding of the features and advantages of the disclosed method and system, as well as others that will become apparent, a more detailed description of the method and system briefly summarized above is set forth in this specification. This can be done by referring to the embodiments shown in the accompanying drawings, which constitute the part. It should be noted, however, that the drawings are merely illustrative of various embodiments, and thus should not be viewed as limiting in scope, as other valid embodiments may be included as well. Like numbers refer to like elements throughout, and where primed notation is used, to indicate similar elements in alternative embodiments or locations.
以下の詳細な説明は例示の目的で多くの具体的な詳細事項を含むが、以下の詳細に対する多くの例、変形及び改変は範囲及び要旨の範囲内であることを当業者が認識することが理解される。したがって、添付の図面に記載及び提供された各種の実施形態は、特許請求の範囲に関して、一般性を失うことなく、及び制限を課すことなく記載されている。 While the following detailed description includes many specific details for purposes of illustration, those skilled in the art will recognize that many examples, variations, and modifications to the following details are within the scope and spirit of the invention. Understood. Accordingly, the various embodiments described and provided in the accompanying drawings have been described with respect to the appended claims, without loss of generality and without limitation.
実施形態は、炭化水素原料から化合物をアップグレード及び回収する従来の方法、特に炭化水素原料の脱硫、脱窒素又はその両方並びにその後の使用可能な炭化水素の除去及び回収に関連する既知の問題に対処する。少なくとも一実施形態により、炭化水素原料からの硫黄及び窒素化合物の除去並びにFCC法における酸化された硫黄種及び酸化された窒素種の使用のための方法が提供される。 Embodiments address conventional problems associated with conventional methods of upgrading and recovering compounds from hydrocarbon feedstocks, particularly desulfurization, denitrification, or both, of hydrocarbon feedstocks and subsequent removal and recovery of usable hydrocarbons. I do. According to at least one embodiment, a method is provided for removing sulfur and nitrogen compounds from a hydrocarbon feedstock and using oxidized sulfur and oxidized nitrogen species in an FCC process.
使用されているように、石油又は炭化水素に関して「アップグレードする」又は「アップグレードされた」という用語は、元の石油又は炭化水素原料よりも、軽質であり(即ち、メタン、エタン及びプロパンなどのより少ない炭素原子を有する)、高いAPI比重、高い中間留出物収率、低い硫黄含有量、低い窒素含有量又は低い金属含有量のうちの少なくとも1つを有する、石油又は炭化水素製品を示す。 As used, the term "upgrade" or "upgraded" with respect to petroleum or hydrocarbon is lighter (ie, more methane, ethane and propane, etc.) than the original petroleum or hydrocarbon feed. Figure 2 shows a petroleum or hydrocarbon product having at least one of: (low carbon atoms), high API gravity, high middle distillate yield, low sulfur content, low nitrogen content or low metal content.
図1は、炭化水素を回収するための一実施形態を提供する。炭化水素回収システム100は、酸化反応装置104、抽出容器112、溶媒再生塔116、ストリッパ120及びFCC装置130を含む。
FIG. 1 provides one embodiment for recovering hydrocarbons. The
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料、特に硫黄含有化合物若しくは窒素含有化合物を含む炭化水素原料から成分を回収する方法が提供される。この方法は炭化水素原料102を酸化反応装置104に供給することを含み、酸化反応装置104で炭化水素原料を酸化剤及び触媒に接触させる。酸化剤は酸化剤供給ライン106を介して酸化反応装置104に供給することができ、新しい触媒は触媒供給ライン108を介して反応装置に供給することができる。
According to at least one embodiment, a method is provided for recovering components from a hydrocarbon feedstock, particularly a hydrocarbon feedstock containing a sulfur-containing compound or a nitrogen-containing compound. The method includes feeding a
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料102は任意の石油系炭化水素であることができ、元素硫黄、硫黄若しくは窒素を含む化合物又はその両方などの各種の不純物を含むことがある。ある実施形態において、炭化水素原料102は、約150℃〜約400℃の沸点を有するディーゼル油であることができる。又は、炭化水素原料102は、最高約450℃、又は最高約500℃の沸点を有することができる。又は、炭化水素原料102は、約100℃〜約500℃の沸点を有することができる。任意に、炭化水素原料102は、最高約600℃、若しくは最高約700℃、又はある実施形態において、約700℃を超える沸点を有することができる。少なくとも一実施形態により、原料は蒸留後に残留物と呼ばれる固体状態で存在する。ある実施形態において、炭化水素原料102は重質炭化水素を含むことができる。使用されているように、重質炭化水素とは、約360℃を超える沸点を有する炭化水素を示し、芳香族炭化水素並びにアルカン及びアルケンを含むことができる。一般に、ある実施形態において、炭化水素原料102は、全範囲原油、抜頭原油、製油所からの生成物流、製油所水蒸気分解工程の生成物流、液化石炭、石油又はタールサンドから回収される液体生成物、ビチューメン、オイルシェール、アスファルテン、約180〜約370℃の範囲で沸騰するディーゼル及び約370〜約520℃の範囲で沸騰するVGOなどの炭化水素留分など及びその混合物から選択することができる。
According to at least one embodiment,
炭化水素原料102中に存在する硫黄化合物としては、スルフィド、ジスルフィド及びメルカプタン並びにチオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン及びアルキルジベンゾチオフェン、例えば4,6−ジメチルジベンゾチオフェンなどの芳香族分子が挙げられる。芳香族化合物は、通例、低沸点留分に見出されるよりも高沸点留分に多く存在する。
Sulfur compounds present in the
炭化水素原料102中に存在する窒素含有化合物は、以下の構造を有する化合物を含むことができる。
少なくとも一実施形態により、酸化反応装置104は温和な条件で運転することができる。より具体的には、ある実施形態において、酸化反応装置104は、約30℃〜約350℃、又は約45℃〜約60℃の温度に維持することができる。酸化反応装置104の運転圧は、約1バール〜約30バール、又は約1バール〜約15バール、又は約1バール〜約10バール、又は約2バール〜約3バールであることができる。酸化反応装置(rector)104内の炭化水素原料の滞留時間は、約1分〜約120分、又は約15分〜約90分、又は約5分〜約90分、又は約5分〜約30分、又は約30分〜約60分であり、好ましくは炭化水素原料中に存在するいずれの硫黄化合物又は窒素化合物の酸化にも十分な時間であることが好ましい。少なくとも一実施形態により、酸化反応装置104内の炭化水素原料の滞留時間は、約15分〜約90分である。
According to at least one embodiment, the
少なくとも一実施形態により、酸化反応装置104は、硫黄含有化合物及び窒素含有化合物の酸化のために、触媒の存在下で炭化水素原料102と酸化剤が十分に接触するように好適に構成された、任意の反応装置であることができる。炭化水素原料102中に存在する硫黄化合物及び窒素化合物は、酸化反応装置104内で酸化されてスルホン、スルホキシド、及び酸化された窒素化合物となり、これらは続いて抽出又は吸着によって除去することができる。様々な種類の反応装置を使用することができる。例えば、反応装置は、バッチ式反応装置、固定床反応装置、沸騰床反応装置、リフト式反応装置、流動床反応装置、スラリー床反応装置又はそれらの組合せであることができる。使用することができる他の種類の好適な反応装置は当業者に明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。好適な酸化された窒素化合物の例としては、ピリジン系化合物及びピロール系化合物を挙げることができる。窒素原子は直接酸化されるのではなく、むしろ実際に酸化されるのは窒素に隣接する(複数の)炭素原子であると考えられる。酸化された窒素化合物のいくつかの例は、以下の化合物:
少なくとも一実施形態により、酸化剤は酸化剤供給流106を介して酸化反応装置104に供給される。好適な酸化剤としては、空気、酸素、過酸化水素、有機過酸化物、ヒドロペルオキシド、有機過酸、ペルオキソ酸、窒素酸化物、オゾンなど及びそれらの組合せを挙げることができる。過酸化物は、過酸化水素などから選択することができる。ヒドロペルオキシドは、t−ブチルヒドロペルオキシドなどから選択することができる。有機過酸は、過酢酸などから選択することができる。
According to at least one embodiment, the oxidant is supplied to the
少なくとも一実施形態により、炭化水素原料中に存在する酸化剤と硫黄とのモル比は、約1:1〜約50:1、好ましくは約2:1〜約20:1、より好ましくは約4:1〜約10:1であることができる。少なくとも一実施形態により、酸化剤と硫黄とのモル供給比は、約1:1〜約30:1の範囲であることができる。 According to at least one embodiment, the molar ratio of oxidizer to sulfur present in the hydrocarbon feed is from about 1: 1 to about 50: 1, preferably from about 2: 1 to about 20: 1, more preferably about 4: 1. : 1 to about 10: 1. According to at least one embodiment, the molar feed ratio of oxidizing agent to sulfur can range from about 1: 1 to about 30: 1.
少なくとも一実施形態により、酸化剤と窒素化合物とのモル供給比は、約4:1〜約10:1であることができる。少なくとも一実施形態により、供給原料、例えば南米原油、アフリカ原油、ロシア原油、中国原油、又は中間製油所流、例えばコーカー、熱クラッキング、ビスブレーキング、軽油、FCCサイクル油などは、硫黄よりも多くの窒素化合物を含有することができる。 According to at least one embodiment, the molar feed ratio of the oxidizing agent to the nitrogen compound can be from about 4: 1 to about 10: 1. According to at least one embodiment, the feedstock, such as South American crude, African crude, Russian crude, Chinese crude, or an intermediate refinery stream, such as coker, heat cracking, visbreaking, diesel, FCC cycle oil, etc., has more than sulfur. Of a nitrogen compound.
少なくとも一実施形態により、触媒は、触媒供給流108を介して酸化反応装置104に供給することができる。触媒は均一系触媒であることができる。触媒は、化学式MxOyを有する少なくとも1つの金属酸化物を含むことができ、式中、Mは周期表のIVB族、VB族又はVIB族から選択される金属である。金属はチタン、バナジウム、クロム、モリブデン及びタングステンを含むことができる。モリブデン及びタングステンは、各種の実施形態において使用することができる、2つの特に有効な触媒である。ある実施形態において、使用済み触媒は、酸化容器の後に(例えば、水性酸化剤を使用する場合)水相と共にシステムから排除することができる。
According to at least one embodiment, the catalyst can be supplied to the
少なくとも一実施形態により、触媒の油に対する割合は、約0.1重量%〜約10重量%、好ましくは約0.5重量%〜約5重量%である。特定の実施形態において、割合は約0.5重量%〜約2.5重量%である。又は、この割合は約2.5重量%〜約5重量%である。触媒の油に対する他の好適な重量割合は、当業者に明らかとなり、各種実施形態の範囲内で考慮されるべきである。 According to at least one embodiment, the ratio of catalyst to oil is from about 0.1% to about 10% by weight, preferably from about 0.5% to about 5% by weight. In certain embodiments, the proportion is from about 0.5% to about 2.5% by weight. Alternatively, the proportion is from about 2.5% to about 5% by weight. Other suitable weight ratios of catalyst to oil will be apparent to those skilled in the art and should be considered within the scope of various embodiments.
酸化反応装置104内に存在する触媒は、炭化水素原料102中の各種の硫黄含有化合物及び窒素含有化合物の酸化速度を上昇させること、酸化反応に必要な酸化剤の量を減少させること、又はその両方を可能にする。ある実施形態において、触媒は硫黄種の酸化に対して選択的であることができる。他の実施形態において、触媒は窒素種の酸化に対して選択的であることができる。
The catalyst present in the
酸化反応装置104は、炭化水素並びに酸化された硫黄含有種及び酸化された窒素含有種を含むことができる、酸化された炭化水素流110を生成する。酸化された炭化水素流110は抽出容器112に供給され、抽出容器112にて、酸化された炭化水素流並びに酸化された硫黄含有種及び酸化された窒素含有種は抽出溶媒流137と接触する。抽出溶媒137は極性溶媒であることができ、ある実施形態において、約19より大きいヒルデブラント溶解度値を有することができる。ある実施形態において、酸化された硫黄含有種及び酸化された窒素含有種の抽出に使用する特定の極性溶媒を選択する場合、選択は、一部は、非限定的な例として、溶媒密度、沸点、凝固点、粘度及び表面張力に基づくことができる。抽出工程での使用に好適な極性溶媒としては、アセトン(ヒルデブランド値19.7)、二硫化炭素(20.5)、ピリジン(21.7)、ジメチルスルホキシド(DMSO)(26.4)、n−プロパノール(24.9)、エタノール(26.2)、n−ブチルアルコール(28.7)、プロピレングリコール(30.7)、エチレングリコール(34.9)、ジメチルホルムアミド(DMF)(24.7)、アセトニトリル(30)、メタノール(29.7)及び同様の組成物あるいは類似の物理的及び化学的特性を有する組成物を挙げることができる。ある実施形態において、その低コスト、揮発性及び極性のために、アセトニトリル及びメタノールが好ましい。メタノールは、実施形態での使用に特に好適な溶媒である。ある実施形態において、硫黄、窒素又はリンを含む溶媒は、炭化水素原料からの溶媒の適切なストリッピングを確実に行うために、比較的高い揮発性を有することが好ましい。
The
少なくとも一実施形態により、抽出溶媒は非酸性である。酸の使用は通例、酸の腐食性、およびすべての装置が腐食環境向けに特別に設計されるという要件のために回避される。さらに、酢酸などの酸は、エマルジョンの形成により分離が困難になるおそれがある。 According to at least one embodiment, the extraction solvent is non-acidic. The use of acids is typically avoided due to the corrosive nature of the acids and the requirement that all equipment be specially designed for corrosive environments. In addition, acids such as acetic acid may be difficult to separate due to the formation of an emulsion.
少なくとも一実施形態により、抽出容器112は、約20℃〜約60℃、好ましくは約25℃〜約45℃、さらにより好ましくは約25℃〜約35℃の温度で運転することができる。抽出容器112は、約1〜約10バール、好ましくは約1〜約5バール、より好ましくは約1〜約2バールの圧力で作動することができる。ある実施形態において、抽出容器112は、約2〜約6バールの圧力で作動する。
According to at least one embodiment, the
少なくとも一実施形態により、抽出溶媒の炭化水素原料に対する比は、約1:3〜約3:1、好ましくは約1:2〜約2:1、より好ましくは約1:1であり得る。抽出溶媒と酸化された炭化水素流110との接触時間は、約1秒〜約60分、好ましくは約1秒〜約10分であることができる。ある好ましい実施形態において、抽出溶媒と酸化された炭化水素流110との接触時間は約15分未満である。ある実施形態において、抽出容器112は、抽出溶媒と酸化された硫黄含有炭化水素及び酸化された窒素含有炭化水素流110との接触時間を延長するための、又は2種類の溶媒の混合度を上昇させるための各種手段を含むことができる。混合手段は、機械式スターラ又は攪拌機、トレイ又は同様の手段を含むことができる。
According to at least one embodiment, the ratio of extraction solvent to hydrocarbon feed may be from about 1: 3 to about 3: 1, preferably from about 1: 2 to about 2: 1, more preferably about 1: 1. The contact time between the extraction solvent and the oxidized
少なくとも一実施形態により、抽出容器112によって、抽出溶媒、酸化種(例えば、炭化水素原料102中に元々存在していた酸化された硫黄及び窒素種)及び微量の炭化水素原料102を含むことができる混合流114、並びに、炭化水素原料102と比較して低い硫黄及び窒素含有量を有する炭化水素原料を含むことができる抽出された炭化水素流118が生成される。
According to at least one embodiment, the
混合流114は溶媒再生塔116に供給され、溶媒再生塔116では抽出溶媒を第1の回収溶媒流117として回収し、酸化された硫黄及び酸化された窒素化合物を含む、第1の残留物流123から分離することができる。任意に、混合流114を溶媒再生塔116内で回収炭化水素流124に分離することができ、回収炭化水素流124は、炭化水素原料102からの混合流114中に存在する炭化水素を含むことがある。溶媒再生塔116は、混合流114を第1の回収溶媒流117、第1の残留物流123及び回収炭化水素流124に分離するように構成された蒸留塔であることができる。
The
抽出された炭化水素流118をストリッパ120に供給することができ、ストリッパ120は、蒸留塔又は残留抽出溶媒から炭化水素生成物流を分離するように設計された容器のようなものであることができる。ある実施形態において、混合流114の一部は、ライン122を介してストリッパ120に供給することができ、抽出された炭化水素流118と任意に合され得る。ある実施形態において、溶媒再生塔116は回収炭化水素流124を生成することができ、これをストリッパ120に供給することができ、ストリッパ120では、回収炭化水素流124を、抽出された炭化水素流118又は混合流114の一部と、任意に接触させることができ、それをライン122を介してストリッパ120に供給することができる。
The extracted
ストリッパ120は、そこに供給された各種流れを、炭化水素原料102と比べて硫黄及び窒素含有量が低下した除去油流126と、第2の回収溶媒流128に分離する。
The
ある実施形態において、第1の回収溶媒流117を第2の回収溶媒流128と混合して抽出容器112に再循環させることができる。任意に、新しい溶媒を含むことができる補給溶媒流132を、第1の回収溶媒流117、第2の回収溶媒流128又はその両方と合せて、抽出容器112に供給することができる。
In some embodiments, the first recovered
酸化された硫黄及び窒素化合物などの酸化化合物を含み、低濃度の炭化水素系材料も含むことができる第1の残留物流123をFCC装置130に供給することができ、FCC装置130では(炭化水素を含む)液体生成物136が回収される。少なくとも一実施形態により、スルホンなどの酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物は、重質炭化水素、例えば約343℃〜約524℃の範囲の、又は約360℃〜約550℃の範囲の沸点を有する炭化水素に埋め込まれている。
A
第1の残留物流123がFCC装置130に送出される各種の実施形態により、第1の残留物流123を触媒の存在下でFCC供給流134と接触させて、FCC供給流134を接触分解して、第1の残留物流123から液体生成物136を回収する。少なくとも一実施形態により、触媒は、高温固体ゼオライト活性触媒粒子を含むことができる。少なくとも一実施形態により、触媒のFCC供給流134に対する重量比は約1〜約15の範囲内であり、懸濁液を形成するための圧力は約1barg(ゲージ圧)〜約200bargの範囲に及ぶ。触媒とFCC供給流134との他の好適な比及び運転条件は、当業者に明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。
According to various embodiments in which the
少なくとも一実施形態により、次いで懸濁液を約300℃〜約650℃未満の温度(図示せず)にてライザー反応区域又はダウナーに通過させて、前記供給流134の熱転化を回避し、約0.1秒〜約10分の炭化水素滞留時間を与えながら、FCC供給流134を接触分解する。
According to at least one embodiment, the suspension is then passed through a riser reaction zone or downer at a temperature (not shown) of from about 300 <0> C to less than about 650 <0> C to avoid thermal conversion of the
少なくとも一実施形態により、沸点のより低い成分及び固体触媒粒子を次いで分離及び回収する。分離された固体触媒粒子の少なくとも一部は、再生触媒140並びに本質的に一酸化炭素及び二酸化炭素とからなるガス生成物138並びに液体生成物136を生成する条件にて運転される流動床中で、無水酸素含有ガスによって再生される。再生触媒の少なくとも一部は戻されて、FCC供給流134(図示せず)と合される。
According to at least one embodiment, the lower boiling components and the solid catalyst particles are then separated and recovered. At least a portion of the separated solid catalyst particles are formed in a regenerated
少なくとも一実施形態により、FCC供給流134に含有される成分の種類が変化することがある。FCC供給流134は、非限定的な例として、VGO、常圧蒸留残油、脱金属油、全原油、分解頁岩油、液化石炭、分解瀝青、重質コーカー軽油並びにLCO、HCO及びCSOなどのFCC重質生成物を含むことができる。表1は、FCC装置からの代表的な収率を示す。別の例として、FCC装置130に送出されるFCC供給流134は、表2に示す特性を有することができる。FCC装置130に送出されるFCC供給流134で使用可能な他の好適な化合物は、当業者には明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。
FCC装置130では各種の触媒を使用することができる。少なくとも一実施形態により、FCC触媒粒子は、IVB族、VI族、VII族、VIIIB族、IB族、IIB族又はその化合物から選択される金属を備え、公称直径が200ミクロン未満の触媒粒子を備えたゼオライトマトリックスを含む。FCC装置130で使用可能な他の好適な種類の触媒は当業者に明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。
Various catalysts can be used in the
少なくとも一実施形態により、FCC装置130の運転パラメータは、FCC装置130に送出されるFCC供給流134の種類に応じて変化させることができる。FCC装置130は、約400℃〜約850℃の温度範囲で運転される。別の実施形態により、FCC装置130は、約1barg〜約200bargの範囲の圧力で運転することができる。別の実施形態により、FCC装置130は、約0.1秒〜約3600秒の範囲に及ぶ滞留時間で運転することができる。FCC装置130の他の好適な運転パラメータは、当業者に明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。FCC装置130から回収された成分の特性は、炭化水素FCC供給流134の組成に応じて変化する。
According to at least one embodiment, the operating parameters of the
図2は、供給流から炭化水素を回収するための一実施形態を提供する。炭化水素回収システム200は、酸化反応装置104、抽出容器112、溶媒再生塔116、ストリッパ120、FCC装置130及び水素化処理装置202を含む。
FIG. 2 provides one embodiment for recovering hydrocarbons from a feed stream. The
図1に示す実施形態に関して上述したように、酸化された硫黄及び窒素化合物などの酸化化合物を含み、低濃度の炭化水素系材料も含むことができる第1の残留物流123をFCC装置130に供給することができ、FCC装置130では(炭化水素を含む)液体生成物136が回収される。少なくとも一実施形態により、スルホンなどの酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物は、重質炭化水素、例えば約343℃〜約524℃の範囲の、又は約360℃〜約550℃の範囲の沸点を有する炭化水素に埋め込まれている。
As described above with respect to the embodiment shown in FIG. 1, a
各種の実施形態により、図2に示すように、第1の残留物流123をFCC供給流134と接触させ、続いて水素化処理装置202を通じて供給し、硫黄、窒素及び芳香族を低減するために混合物を水素処理する。生じた流れ204は、水素化処理装置202を出て、触媒の存在下でFCC装置130に供給し、生じた流れ204を接触分解して、第1の残留物流123及び生じた流れ204から液体生成物136を回収する。少なくとも一実施形態により、触媒は、高温固体ゼオライト活性触媒粒子を含むことができる。少なくとも一実施形態により、触媒の生じた流れ204に対する重量比は約1〜約15の範囲内であり、懸濁液を形成するための圧力は約1barg〜約200bargの範囲に及ぶ。触媒と生じた流れ204との他の好適な比及び運転条件は、当業者に明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。
According to various embodiments, as shown in FIG. 2, a
任意に、第1の残留物流123を直接FCC装置130に送出し、FCC装置130で第1の残留物流123を触媒の存在下でFCC供給流134と接触させて、FCC供給流134を接触分解し、第1の残留物流123から液体生成物136を回収する。
Optionally, the first
少なくとも一実施形態により、次いで懸濁液を約300℃〜約650℃未満の温度(図示せず)にてライザー反応区域又はダウナーに通過させて、前記供給流134の熱転化を回避し、約0.1秒〜約10分の炭化水素滞留時間を与えながら、FCC供給流134を接触分解する。
According to at least one embodiment, the suspension is then passed through a riser reaction zone or downer at a temperature (not shown) of from about 300 <0> C to less than about 650 <0> C to avoid thermal conversion of the
少なくとも一実施形態により、沸点のより低い成分及び固体触媒粒子を次いで分離及び回収する。分離された固体触媒粒子の少なくとも一部は、再生触媒140並びに本質的に一酸化炭素及び二酸化炭素とからなるガス生成物138並びに液体生成物136を生成する条件にて運転される流動床中で、無水酸素含有ガスによって再生される。再生触媒の少なくとも一部は戻されて、FCC供給流134(図示せず)と合される。
According to at least one embodiment, the lower boiling components and the solid catalyst particles are then separated and recovered. At least a portion of the separated solid catalyst particles are formed in a regenerated
図2にさらに示すように、ある実施形態において、液体生成物136の少なくとも一部はライン206を介して酸化反応装置104に再循環され、酸化反応装置104では、液体生成物136は軽質サイクル油及び重質サイクル油の少なくとも1つを含有する。液体生成物136は硫黄に富み、酸化反応装置104内で行われる酸化脱硫工程にて脱硫することができる。
As further shown in FIG. 2, in some embodiments, at least a portion of the
FCC装置130では各種の触媒を使用することができる。少なくとも一実施形態により、FCC触媒粒子は、IVB族、VI族、VII族、VIIIB族、IB族、IIB族又はその化合物から選択される金属を備え、公称直径が200ミクロン未満の触媒粒子を備えたゼオライトマトリックスを含む。FCC装置130で使用可能な他の好適な種類の触媒は当業者に明らかとなり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。
Various catalysts can be used in the
図3は、供給流から炭化水素を回収するための一実施形態を提供する。炭化水素回収システム300は、酸化反応装置104、抽出容器112、溶媒再生塔116、ストリッパ120、FCC装置130、水素化処理装置302及び吸着塔306を含む。
FIG. 3 provides one embodiment for recovering hydrocarbons from a feed stream. The
図3に示すように、ある実施形態において、除去油流126を吸着塔306に供給することができ、吸着塔306では除去油流126を、酸化及び溶媒抽出ステップ後に炭化水素生成物流中に残存する硫黄含有化合物、酸化された硫黄化合物、窒素含有化合物、酸化された窒素化合物及び金属などの各種不純物の1つ以上を除去するように設計された1つ以上の吸着剤と接触させることができる。
As shown in FIG. 3, in one embodiment, a
各種の実施形態により、1つ以上の吸着剤としては、活性炭、シリカゲル、アルミナ、天然粘土、シリカ−アルミナ、ゼオライト並びに酸化された硫黄及び窒素化合物並びに他の無機吸着剤を除去するための親和性を有する、新鮮な、使用済みの、再生された又は活性化された触媒を挙げることができる。ある実施形態において、吸着剤は、シリカゲル、アルミナ及び活性炭などの各種高表面積支持体材料に塗布されている又はそれらをコーティングする極性ポリマーを含むことができる。各種支持体材料のコーティングに使用する極性ポリマーの例としては、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリエステルテレフタレート、ポリウレタン、酸化された硫黄種に対して親和性を示す他の同様のポリマー種及びそれらの組合せが挙げられる。 According to various embodiments, the one or more adsorbents include activated carbon, silica gel, alumina, natural clay, silica-alumina, zeolites, and an affinity for removing oxidized sulfur and nitrogen compounds and other inorganic adsorbents. And fresh, used, regenerated or activated catalysts. In certain embodiments, the sorbent can include a polar polymer applied to or coating various high surface area support materials, such as silica gel, alumina, and activated carbon. Examples of polar polymers used to coat various support materials include polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene, polyester terephthalate, polyurethane, other similar polymer species that exhibit an affinity for oxidized sulfur species, and combinations thereof. Is mentioned.
少なくとも一実施形態により、吸着塔306は、約20℃〜約60℃、好ましくは約25℃〜約40℃、さらにより好ましくは約25℃〜約35℃の温度で運転することができる。ある実施形態において、吸着塔、約10℃〜約40℃の温度で運転することができる。ある実施形態において、吸着塔、約20℃を超える温度で、又は約60℃未満の温度で運転することができる。吸着塔306は、最大約15バール、好ましくは最大約10バール、さらにより好ましくは約1〜約2バールの圧力で運転することができる。ある実施形態において、吸着塔306は、約2〜約5バールの圧力で運転することができる。少なくとも一実施形態により、吸着塔は、約25℃〜約35℃の温度及び約1〜約2バールの圧力で運転することができる。除去油流と吸着剤との重量比は、約1:1〜約20:1、又は約10:1である。
According to at least one embodiment,
吸着塔306は、原料を、非常に低い硫黄含有量(例えば、15ppmw未満の硫黄)及び非常に低い窒素含有量(例えば、10ppmw未満の窒素)を有する抽出炭化水素生成物流308及び第2の残留物流310に分離する。第2の残留物流310は、酸化された硫黄含有化合物及び酸化された窒素含有化合物を含み、図3に示すように、FCC装置130に向かう。任意に、流310を第1の残留物流123と合せてFCC装置130に供給し、上述のように処理することができる。図2について上述したように、第1の残留物流123をFCC供給流134と接触させ、続いて水素化処理装置202を通じて供給し、硫黄、窒素及び芳香族を低減するために混合物を水素処理する。生じた流れ204は、水素化処理装置202を出て、触媒の存在下でFCC装置130に供給し、生じた流れ204を接触分解して、第1の残留物流123及び生じた流れ204から液体生成物136を回収する。さらに、任意に、第1の残留物流123を直接FCC装置130に送出し、FCC装置130にて触媒の存在下でFCC供給流134と接触させて、FCC供給流134を接触分解し、第1の残留物流123から液体生成物136を回収する。
The
吸着剤は、使用済み吸着剤をメタノール又はアセトニトリルなどの極性溶媒と接触させて、吸着された酸化化合物を吸着剤から脱着させることによって再生することができる。ある実施形態において、熱、除去ガス又はその両方を使用して、吸着された化合物を容易に除去することができる。吸着された化合物を除去するための他の好適な方法は当業者に明らかであり、各種の実施形態の範囲内で考慮されるべきである。 The adsorbent can be regenerated by contacting the used adsorbent with a polar solvent such as methanol or acetonitrile to desorb the adsorbed oxidized compounds from the adsorbent. In certain embodiments, the adsorbed compounds can be easily removed using heat, removal gas, or both. Other suitable methods for removing adsorbed compounds will be apparent to those skilled in the art and should be considered within the scope of various embodiments.
[実施例]
図4は、酸化脱硫(酸化及び抽出ステップ)及びFCC装置のための工程フロー図を示す。容器10、16、20及び25はそれぞれ酸化容器、抽出容器、溶媒回収容器及びFCC容器である。
[Example]
FIG. 4 shows a process flow diagram for an oxidative desulfurization (oxidation and extraction step) and FCC unit.
500ppmwの元素硫黄、0.28重量%の有機硫黄、1リットルあたり0.85キログラム(Kg/l)の密度を含有する水素化処理された直留ディーゼルを酸化的に脱硫した。反応条件は以下の通りであった。
過酸化水素:硫黄モル比:4:1
触媒:モリブデン系Mo(VI)
反応時間:30分
温度:80℃
圧力:1平方センチメートル当たり1キログラム(Kg/cm2)
Hydrogen peroxide: sulfur molar ratio: 4: 1
Catalyst: Molybdenum Mo (VI)
Reaction time: 30 minutes Temperature: 80 ° C
Pressure: 1 kilogram per square centimeter (Kg / cm 2 )
少なくとも一実施形態により、FCC装置を518℃、触媒の油に対する比5で運転して、原料の67重量%転化率が生じた。酸化ステップで生成されたスルホンに加えて、アラビア原油から得た直留VGOを配合成分として使用した。原料は、2.65重量%の硫黄及び0.13重量%のマイクロカーボン残留物を含有していた。原料の中沸点及び95重量%沸点はそれぞれ408℃及び455℃であった。 According to at least one embodiment, the FCC unit was operated at 518 ° C. at a catalyst to oil ratio of 5 to yield a 67 wt% conversion of the feed. In addition to the sulfone produced in the oxidation step, straight run VGO obtained from Arabic crude was used as a compounding component. The feed contained 2.65 wt% sulfur and 0.13 wt% microcarbon residue. The medium boiling point and 95% by weight boiling point of the raw materials were 408 ° C and 455 ° C, respectively.
原料のFCC転化率は、式(1)を使用して、以下のように計算した。
転化率=乾燥ガス+LPG+ガソリン+コークス(1)
The FCC conversion of the raw material was calculated as follows using the equation (1).
Conversion = dry gas + LPG + gasoline + coke (1)
使用した触媒は平衡触媒であり、処理せずにそのまま使用した。この触媒は1グラム当たり131平方メートル(m2/g)の表面積と1グラム当たり0.1878立方センチメートル(cm3/g)の細孔容積を有する。ニッケルとバナジウムの含有量は、それぞれ96ppmw及び407ppmwである。FCC法によって以下の生成物が生じ、触媒上にコークスが析出した。
乾燥ガス H2、CH4、C2H6、C2H4
湿潤ガス C3、C4化合物(LPG)
ガソリン C5−C12炭化水素を含有する液体生成物。
代表的な最終沸点221℃
LCO C12−C20炭化水素を含有する軽質サイクル油。
代表的な沸点221〜343℃
HCO 最低沸点343℃のC20+炭化水素を含む重質サイクル油
コークス 触媒上の固体炭素質析出物。代表的なC/H比=1
The catalyst used was an equilibrium catalyst and was used without treatment. This catalyst has a surface area of 131 square meters per gram (m 2 / g) and a pore volume of 0.1878 cubic centimeters per gram (cm 3 / g). The contents of nickel and vanadium are 96 ppmw and 407 ppmw, respectively. The following products were produced by the FCC method, and coke was deposited on the catalyst.
Dry gas H 2 , CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 4
Wet gas C 3, C 4 compound (LPG)
Liquid product containing gasoline C 5 -C 12 hydrocarbons.
Typical final boiling point 221 ° C
Light cycle oil containing LCO C 12 -C 20 hydrocarbons.
Typical boiling point 221-343 ° C
HCO Heavy cycle oil coke containing C20 + hydrocarbons with a minimum boiling point of 343 ° C. Solid carbonaceous deposit on catalyst. Typical C / H ratio = 1
FCC法で製造されたコークスは、処理された原料の2.5重量%であった。生成物収率を表5に示す。
一例により、VGOをCo−Mo/アルミナ触媒上で水素化脱硫して、500ppmwの硫黄を有する最終生成物を得た。条件を表6にまとめる。
工程が厳密であるため、約19重量%のVGOが留分、ナフサ及びディーゼルに転化される。水素化処理装置からの生成物収率を以下にまとめる。水素化脱硫されたVGOは転化のためにFCC装置に送出される。水素化脱硫されたVGO中の低レベルの硫黄のために、生成されたサイクル油は低レベルの硫黄を有し(即ち、水素化処理されたLCOは0.3〜0.7重量%の硫黄を有するLCOを生じる)、次に表7に示すように、酸化ステップにおいて、脱硫が容易になる(言い換えれば、残りの硫黄化合物は、ジベンゾチオフェン分子のアルキル誘導体の形態であり、これは酸化脱硫では極めて反応しやすいが、水素化処理では極めて反応しにくい)。
図5は、FCC性能に対する水素化処理の効果を示す。図5は、水素化処理がガソリンの品質に実質的に影響を及ぼし得ること(即ち、ガソリン及びSOX排出物に対する水素化脱硫(HDS)レベルの影響)を示す。図5にさらに示すように、90重量%を超える脱硫レベルでは、ガソリン硫黄含有量は100ppmwレベル未満に低減することができる。FCCからのSOX排出量も500ppmw未満に低減することができる。 FIG. 5 shows the effect of hydrotreating on FCC performance. FIG. 5 illustrates that hydroprocessing can substantially affect gasoline quality (ie, the effect of hydrodesulfurization (HDS) levels on gasoline and SO X emissions). As further shown in FIG. 5, at desulfurization levels above 90% by weight, gasoline sulfur content can be reduced to below the 100 ppmw level. SO X emissions from the FCC can also be reduced to less than 500 ppmw.
各種の実施形態による水素化処理装置の運転条件を表8に示す。
本明細書に記載の方法及びシステムによって、酸化脱硫及び脱窒素工程を流動接触分解装置と連結することによって、芳香族硫黄、窒素化合物及び芳香族流からの液体炭化水素の量が増加すると考えられる。さらに、酸化反応副生成物(即ち、酸化された硫黄及び窒素化合物)を処分するための効率的な方法はないと考えられる。実施形態により、酸化された硫黄及び窒素化合物を、化合物を処分する必要なしに、処分する方法が提供される。 It is believed that the methods and systems described herein increase the amount of aromatic sulfur, nitrogen compounds and liquid hydrocarbons from the aromatic stream by coupling the oxidative desulfurization and denitrification steps with a fluid catalytic cracker. . Further, it is believed that there is no efficient way to dispose of oxidation reaction by-products (ie, oxidized sulfur and nitrogen compounds). Embodiments provide a method of disposing of oxidized sulfur and nitrogen compounds without having to dispose of the compounds.
各種実施形態を詳細に説明したが、原理及び範囲から逸脱することなく、各種変更、置き換え及び改変が、ここでなされ得ることが理解されるべきである。したがって、範囲は、以下の特許請求の範囲及びそれらの適切な法的均等物によって決定されるべきである。 While various embodiments have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and alterations can be made herein without departing from the principles and scope. Accordingly, the scope should be determined by the following claims and their appropriate legal equivalents.
単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈により明らかに別途指示されない限り、複数の指示対象を含む。 The singular forms “a”, “an”, and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
任意の、又は、任意に、とは、後述の事象又は状況が発生し得ても発生し得なくてもよいことを意味する。説明には、事象又は状況が発生する場合と発生しない場合が含まれる。 Arbitrarily or optionally means that the events or situations described below may or may not occur. The description includes when an event or situation occurs and when it does not.
範囲は、ほぼ1つの特定の値からほぼ別の特定の値までとして表され得る。そのような範囲が表される場合、別の実施形態が、前記範囲内のすべての組合せと共に、1つの特定の値から、又は他の特定の値までであることを理解されたい。 Ranges can be expressed as from about one particular value to about another particular value. When such a range is expressed, it is to be understood that alternative embodiments are from one particular value, or all other combinations, with all combinations within said range.
Claims (44)
硫黄化合物及び窒素化合物を含む前記炭化水素原料を、酸化反応装置に供給するステップ、
前記炭化水素原料を、炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含む酸化された炭化水素流を生成するために、前記炭化水素原料中に存在する硫黄化合物及び窒素化合物を選択的に酸化するのに十分な条件下で、酸化反応装置内で酸化剤と接触させるステップ、
抽出された炭化水素流及び混合流を生成するために、極性溶媒での溶媒抽出によって前記酸化された炭化水素流中の前記炭化水素、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を分離するステップであって、前記混合流が前記極性溶媒、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を含み、前記抽出された炭化水素流が、前記炭化水素原料よりも低濃度の硫黄化合物及び窒素化合物を有するステップ、
蒸留塔を使用して前記混合流を第1の回収極性溶媒流及び第1の残留物流に分離するステップであって、前記第1の残留物流が前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を含むステップ、
前記第1の残留物流を流動接触分解装置に供給するステップであって、前記供給が、前記第1の残留物流を前記流動接触分解装置に供給する前に、水素化処理装置を通じて前記第1の残留物流を供給することをさらに含み、前記流動接触分解装置が前記酸化された硫黄及び前記酸化された窒素を接触分解するように作用して、再生触媒及びガス生成物及び液体生成物を生成し、前記第1の残留物流からの炭化水素の回収を可能にするステップ
を特徴とする方法。 A method for recovering a component from a hydrocarbon feedstock,
Supplying the hydrocarbon raw material containing a sulfur compound and a nitrogen compound to an oxidation reactor;
The hydrocarbon feedstock is selectively treated with a sulfur compound and a nitrogen compound present in the hydrocarbon feedstock to produce an oxidized hydrocarbon stream comprising hydrocarbons, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds. Contacting with an oxidizing agent in an oxidation reactor under conditions sufficient to oxidize to
Separating the hydrocarbons, the oxidized sulfur compounds and the oxidized nitrogen compounds in the oxidized hydrocarbon stream by solvent extraction with a polar solvent to produce an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream Wherein said mixed stream comprises said polar solvent, said oxidized sulfur compound and said oxidized nitrogen compound, and wherein said extracted hydrocarbon stream has a lower concentration of sulfur compounds than said hydrocarbon feedstock. And a step having a nitrogen compound;
Separating the mixed stream into a first recovered polar solvent stream and a first retentate stream using a distillation column, wherein the first retentate stream is the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen Comprising a compound,
Supplying the first residual stream to a fluid catalytic cracking device, wherein the supply comprises supplying the first residual stream through a hydrotreating device before supplying the first residual stream to the fluid catalytic cracking device. Further comprising providing a retentate stream, wherein the fluid catalytic cracker operates to catalytically crack the oxidized sulfur and the oxidized nitrogen to produce a regenerated catalyst and gaseous and liquid products. Enabling the recovery of hydrocarbons from the first residue stream.
前記第1の回収極性溶媒流及び第2の極性溶媒流を、前記酸化された炭化水素流中の前記炭化水素、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を分離するための抽出容器に再循環させるステップ
をさらに特徴とする、請求項1又は2のいずれかに記載の方法。 Feeding the extracted hydrocarbon stream to a stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a stripped hydrocarbon stream; and the first recovered polar solvent stream and a second polar solvent Recycling a stream to an extraction vessel for separating said hydrocarbons, said oxidized sulfur compounds and said oxidized nitrogen compounds in said oxidized hydrocarbon stream. Or the method of any one of 2.
硫黄化合物及び窒素化合物を含む前記炭化水素原料を、酸化反応装置に供給するステップ、
前記炭化水素原料を、炭化水素、酸化された硫黄化合物及び酸化された窒素化合物を含む酸化された炭化水素流を生成するために、前記炭化水素原料中に存在する硫黄化合物及び窒素化合物を選択的に酸化するのに十分な条件下で酸化反応装置内で酸化剤と接触させるステップ、
抽出された炭化水素流及び混合流を生成するために、極性溶媒での溶媒抽出によって前記酸化された炭化水素流中の前記炭化水素、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を分離するステップであって、前記混合流が前記極性溶媒、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を含み、前記抽出された炭化水素流が、前記炭化水素原料よりも低濃度の硫黄化合物及び窒素化合物を有するステップ、
蒸留塔を使用して前記混合流を第1の回収極性溶媒流及び第1の残留物流に分離するステップであって、前記第1の残留物流が前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を含むステップ、
前記第1の残留物流を流動接触分解装置に供給するステップであって、前記流動接触分解装置が前記酸化された硫黄及び前記酸化された窒素を接触分解するように作用して、再生触媒並びにガス生成物及び液体生成物を生成し、前記第1の残留物流からの炭化水素の回収を可能にするステップ、
前記第1の残留物流から炭水化物を回収するために、触媒の存在下で第1の残留物流を流動接触分解供給流と接触させて、前記流動接触分解供給流を接触分解するステップ、
前記第1の残留物流を前記流動接触分解装置に供給する前に、流動接触分解供給流と接触した前記第1の残留物流を、水素化処理装置を通じて供給するステップ
を特徴とする方法。 A method for recovering a component from a hydrocarbon feedstock,
Supplying the hydrocarbon raw material containing a sulfur compound and a nitrogen compound to an oxidation reactor;
The hydrocarbon feedstock is selectively treated with a sulfur compound and a nitrogen compound present in the hydrocarbon feedstock to produce an oxidized hydrocarbon stream comprising hydrocarbons, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds. Contacting with an oxidizing agent in an oxidation reactor under conditions sufficient to oxidize to
Separating the hydrocarbons, the oxidized sulfur compounds and the oxidized nitrogen compounds in the oxidized hydrocarbon stream by solvent extraction with a polar solvent to produce an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream Wherein said mixed stream comprises said polar solvent, said oxidized sulfur compound and said oxidized nitrogen compound, and wherein said extracted hydrocarbon stream has a lower concentration of sulfur compounds than said hydrocarbon feedstock. And a step having a nitrogen compound;
Separating the mixed stream into a first recovered polar solvent stream and a first retentate stream using a distillation column, wherein the first retentate stream is the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen Comprising a compound,
Supplying the first residual stream to a fluid catalytic cracking device, wherein the fluid catalytic cracking device acts to catalytically crack the oxidized sulfur and the oxidized nitrogen to form a regenerated catalyst and a gas. Producing a product and a liquid product to enable recovery of hydrocarbons from the first retentate stream;
Contacting a first retentate stream with a fluid catalytic cracking feed stream in the presence of a catalyst to catalytically crack the fluid catalytic cracking feed stream to recover carbohydrates from the first retentate stream;
Feeding said first residual stream in contact with a fluid catalytic cracking feed stream through a hydrotreating apparatus before feeding said first residual stream to said fluid catalytic cracking apparatus.
前記第1の回収極性溶媒流及び前記第2の極性溶媒流を、前記酸化された炭化水素流中の前記炭化水素、前記酸化された硫黄化合物及び前記酸化された窒素化合物を分離するための抽出容器に再循環させるステップ
をさらに特徴とする、請求項21又は22に記載の方法。 Feeding the extracted hydrocarbon stream to a stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a stripped hydrocarbon stream; and the first recovered polar solvent stream and the second polarity. Recycling a solvent stream to an extraction vessel for separating the hydrocarbon, the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound in the oxidized hydrocarbon stream. 23. The method according to 21 or 22.
前記触媒粒子の少なくとも一部を再生するステップ
をさらに特徴とする、請求項21〜42のいずれかに記載の方法。 43. The method of claim 41, further comprising: separating lower boiling components and catalyst particles from the first retentate stream and the fluid catalytic cracking feed stream; and regenerating at least a portion of the catalyst particles. The method according to any of the above.
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