JP2024512687A - アロマティクスコンプレクスへ向けた接触分解されたガソリンに由来する芳香族化合物のグレードアップ - Google Patents

アロマティクスコンプレクスへ向けた接触分解されたガソリンに由来する芳香族化合物のグレードアップ Download PDF

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Abstract

本発明は、以下の段階/ユニットを含む、ガソリン供給原料からの芳香族化合物の処理および分離のための方法およびデバイスに関する:水素(2)の存在中でのガソリン供給原料(1)の選択的水素化(A);選択的水素化流出物(3)を生じさせる;選択的水素化流出物(3)の分画(B);5個以下の炭素原子を有する化合物を含む少なくともC5-留分(4)および少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含むC6+留分(5)を少なくとも生じさせる;C6+留分(5)の水素化(C);水素化流出物(6)を生じさせる;水素化流出物(6)からの芳香族化合物の抽出(D);水素化流出物(6)の組成物に対して、芳香族化合物が濃縮された芳香族流れ(17)と、非芳香族化合物が濃縮されたラフィネート(10)とを少なくとも生じさせる。

Description

本発明の分野は、芳香族化合物、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン(benzene, toluene, xylenes:BTX)だけでなく、9個または10個の炭素原子を有する芳香族化合物(A9、A10)をも含む、接触分解技術から生じたガソリン供給原料、例えばガソリン留分に由来する石油化学産業のための芳香族化合物の処理および分離に関連する。
特許文献1には、高オクタン価ガソリンベースと共に、共製品として、アロマティクスコンプレクスの上流で芳香族化合物を製造することを可能とするスキームが特許請求されている。このシーケンスは、1種または複数種のナフサ留分から出発する芳香族化合物の分離のためのユニットを提供し、非芳香族化合物の大部分を含有しているラフィネートを生じさせる。非芳香族化合物は、少なくとも一部、接触改質ユニットに送られる。接触改質ユニットは、高オクタン価ガソリン留分を製造すると同時に、このガソリンを、芳香族分離ユニットまたは「アロマティクスコンプレクス」ユニットにリサイクルする。芳香族化合物分離ユニットに由来する抽出物は、芳香族化合部の大部分を含有しており、その全部または一部において、アロマティクスコンプレクスに送られる。
仏国特許第2925065号明細書
(発明の概要)
上記の関連において、本明細書の第1の目的は、アロマティクスコンプレクスへの注入に適合した芳香族化合物の製造のための改良された処理および分離の方法を提供することにある。
驚くべきことに、本出願人の会社は、ガソリン供給原料、例えば、接触分解(例えば、FCC:Fluid Catalytic Cracking流動接触分解)ガソリンを、一連の選択的水素化、分画、水素化および抽出の段階により処理することによって、6~11個にわたる炭素原子を有する芳香族化合物の改良された分離が可能となることを突きとめた。
第1の態様によると、上記目的、およびまたその他の利点は、ガソリン供給原料からの芳香族化合物の処理および分離のための方法によって得られ、この方法は、以下の段階を含む:
- ガソリン供給原料の選択的水素化の段階;ガソリン供給原料中に含有される少なくともジオレフィンを水素の存在中で水素化し、かつ、選択的水素化流出物を生じさせる;
- 選択的水素化流出物の分画の段階;5個以下の炭素原子を有する化合物を含有しているC5-留分と、少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含有しているC6+留分とを少なくとも生じさせる;
- C6+留分の水素化の段階;C6+留分中に含有される少なくともオレフィンを水素の存在中で水素化し、水素化流出物を生じさせる;
- 水素化流出物からの芳香族化合物の抽出の段階;水素化流出物に対して芳香族化合物が濃縮された芳香族流れと、水素化流出物の組成物に対して非芳香族化合物が濃縮されたラフィネートとを少なくとも生じさせる。
1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料は、接触分解ユニットから生じたガソリン留分を含む。
1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化段階は、以下の操作条件のうちの少なくとも1つにおいて行われる:担体と、第VIII族からの少なくとも1種の元素を含む活性相とを含んでいる少なくとも1種の触媒の存在;温度50~250℃;液体毎時空間速度(liquid hourly space velocity:LHSV)0.5h-1~20h-1;圧力0.4~5MPa;H/ガソリン供給原料の容積比2~100Sm/m
1つまたは複数の実施形態によると、分画段階は、沸点が217℃超である化合物の含有率5000重量ppm以下を示すC6+留分を生じさせるようにコントロールされる。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化段階は、以下の操作条件のうちの少なくとも1つにおいて行われる:担体と、第VIII族からの少なくとも1種の元素を含む活性相とを含んでいる少なくとも1種の触媒の存在;温度100~400℃;液体毎時空間速度LHSV0.1h-1~20h-1;圧力0.1~5MPaa(MPa abs);H/ガソリン供給原料の容積比1~400Sm/m
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族化合物の抽出の段階は、以下の段階を含む:
- 溶媒流れを給送される液-液抽出器による、水素化流出物からの芳香族化合物の抽出の段階;ラフィネートと、水素化流出物の組成に対して芳香族化合物が濃縮された抽出物とを分離する;
- 抽出物ストリッピングセクションによる、抽出物のストリッピングの段階;非芳香族化合物を含んでいるガス流れと、精製済み抽出物とを分離する;
- 芳香族回収塔による精製済み抽出物および溶媒からの芳香族化合物の分離の段階;溶媒流れと、芳香族流れを含んでいる頂部蒸気とを分離する。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族化合物の抽出の段階は、以下の段階の少なくとも1つをさらに含む:
- 液-液抽出器に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれる溶媒を含んでいる溶媒流れを給送する段階;
- 凝縮器-沈降器内でのガス流れの相分離の段階;ラフィネートリサイクル流れと水性相とを分離する;
- 水を給送される水スクラブ洗浄塔によって、水によりラフィネートをスクラブ洗浄する段階;非芳香族流れと、水性スクラブ洗浄液とを生じさせる;
- 真空水蒸気ストリッピングによる、溶媒の再生のためのセクションによる溶媒流れの少なくとも一部の再生の段階;および
- 凝縮器-沈降器内での頂部蒸気の凝縮の段階;芳香族流れを生じさせる。
1つまたは複数の実施形態によると、溶媒流れは、スルホランを含むか、あるいは本質的にスルホランからなる。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族化合物の抽出の段階は、以下の段階の少なくとも1つをさらに含む:
- 液-液抽出器に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれる溶媒の流れを給送する段階;
- ラフィネートリサイクル流れを、液-液抽出器にリサイクルする段階;
- 水ストリッピングセクションによって、水性スクラブ洗浄液および/または水性相中に存在する炭化水素化合物をストリッピングして、水を生じさせる段階;および
- 芳香族回収塔に水蒸気を給送して、水蒸気を追加的に含む頂部蒸気を生じさせ、かつ、凝縮器-沈降器内で頂部蒸気を凝縮させて、沈降によって分離された芳香族流れと水とを生じさせる、段階。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族化合物の抽出の段階は、以下の段階の少なくとも1つをさらに含む:
- 液-液抽出器に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれ、かつ、水を含む、溶媒の流れを給送する段階;
- 水ストリッピングセクションによって生じた水を、芳香族回収塔にリサイクルする段階。
1つまたは複数の実施形態によると、少なくとも1種の熱分解ガソリンが、分画ユニットBおよび/または水素化ユニットCに送られる。
第2の態様によると、上記目的、およびまた他の利点は、ガソリン供給原料からの芳香族化合物の処理および分離のためのデバイスによって得られ、当該デバイスは、以下のユニットを含む:
- ガソリン供給原料中に含有されるジオレフィンを、水素の存在中で少なくとも水素化し、かつ、選択的水素化流出物を生成させるための選択的水素化ユニット;
- 選択的水素化流出物を分画して、5個以下の炭素原子を有する化合物を含有しているC5-留分と、少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含有しているC6+留分とを少なくとも生じさせるための分画ユニット;
- C6+留分中に含有されるオレフィンを、水素の存在中で少なくとも水素化して、水素化流出物を生じさせるための水素化ユニット;
- 水素化流出物から芳香族化合物を抽出し、水素化流出物に対して芳香族化合物が濃縮された芳香族流れと、水素化流出物の組成に対して非芳香族化合物が濃縮されたラフィネートとを少なくとも生じさせるための芳香族抽出ユニット。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族抽出ユニットは、以下の要素を含む:
- 液-液抽出器;溶媒流れと水素化流出物とを給送されるのに適し、かつ、ラフィネートと、水素化流出物の組成に対して芳香族化合物が濃縮された抽出物とを分離するのに適している;
- 抽出物ストリッピングセクション;抽出物を給送されるのに適し、かつ、非芳香族化合物を含んでいるガス流れと、精製済み抽出物とを分離するのに適している;および
- 回収塔;精製済み抽出物を給送されるのに適し、かつ、精製済み抽出物から芳香族化合物を分離するのに適しており、溶媒流れと、芳香族流れを含んでいる頂部蒸気とを生じさせる。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族抽出ユニットは、以下の要素の少なくとも1つをさらに含む:
- 液-液抽出器;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれる溶媒を含んでいる溶媒流れを給送されるのに適している;
- 凝縮器-沈降器;ガス流れを給送されるのに適し、かつ、ガス流れを分離して、ラフィネートリサイクル流れと、水性相とを生じさせるのに適している;
- 水スクラブ洗浄塔;水およびラフィネートを給送されるのに適し、かつ、水によりラフィネートをスクラブ洗浄して、非芳香族流れと、水性スクラブ洗浄液とを生じさせるのに適している;
- 溶媒再生セクション;溶媒流れの少なくとも一部を給送されるのに適し、かつ、真空水蒸気ストリッピングにより、溶媒流れの一部を再生するのに適している;および
- 凝縮器-沈降器;頂部蒸気を給送されるのに適し、かつ、頂部蒸気を凝縮させて芳香族流れを生じさせるのに適している。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族抽出ユニットは、以下の要素の少なくとも1つをさらに含む:
- 液-液抽出器;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれる溶媒の流れを給送されるのに適している;
- 液-液抽出器;ラフィネートリサイクル流れを給送されるのに適している;
- 水ストリッピングセクション;水性スクラブ洗浄液および/または水性相を給送されるのに適し、かつ、水性スクラブ洗浄液および/または水性相から炭化水素化合物をストリッピングするのに適しており、水を生じさせる;
- 芳香族回収塔および凝縮器-沈降器;芳香族回収塔は、水蒸気を給送されるのに適し、かつ、水蒸気を追加的に含む頂部蒸気を生じさるのに適しており、凝縮器-沈降器は、頂部蒸気を凝縮させるのに適しており、沈降によって分離された芳香族流れと水とを生じさせる。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族抽出ユニットは、以下の要素の少なくとも1つをさらに含む:
- 液-液抽出器;スルホランおよび水を含んでいる溶媒流れを給送されるのに適している;
- 芳香族回収塔;水ストリッピングセクションによって生じた水を給送されるのに適している。
上記の態様による実施形態およびまた他の特徴および利点は、限定することなく例示としてのみ与えられる以下の説明を、以下の図面を参照して読むことによって明らかになるであろう。
図1は、本発明による処理および分離の方法を概略的に示す。 図2は、図1による処理および分離の方法を概略的に示し、第2の分画カラムをさらに含んでいる。 図3は、図1および図2による方法の芳香族化合物の抽出の段階および図1および図2によるデバイスの芳香族化合物の抽出のためのユニットを概略的に示す。
(実施形態の説明)
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の詳細な説明において、本発明のより深い理解を提供するために具体的な詳細が数多く開示される。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細がなくとも行われ得ることが、当業者にとって明らかとなるであろう。他の場合において、周知の特徴については、本発明の説明を不必要に複雑にすることを回避するために詳細には説明されていない。
本特許出願において、用語「含むこと(to comprise)」は、「含むこと(to include)」および「含有すること(to contain)」と同義であり(同じことを意味し)、包含的つまりオープンであり、記載されていないその他の要素を排除するものではない。用語「含むこと(to comprise)」は、排他的すなわちクローズドである用語「からなる(to consist)」を含むと理解される。用語「~をベースとする」は、「~を最低50重量%含む」と同義である。さらには、本明細書において、用語「本質的に」または「実質上」は、±5%、好ましくは±1%、大いに好ましくは±0.5%の近似値に相当するものである。例えば、化合物Aを本質的に含むか、あるいは化合物Aからなる流出物は、化合物Aを最低95重量%含む流出物に相当する。
本発明は、ガソリン供給原料、例えば、接触分解ガソリンに由来する、石油化学産業のための、芳香族化合物、特に、BTX化合物だけでなく、9個または10個、実にさらには11個の炭素原子をも有する芳香族化合物(A9、A11)の分離に関する。本発明は、芳香族化合物の分離のための改良された方法およびデバイスに特に関し、選択的水素化、分画、水素化および抽出の一連の段階およびユニットを伴い、これらにより、6~11個の炭素原子を有する芳香族化合物の分離を改良することが可能となる。
具体的には、図1および図2を参照すると、本発明による方法およびデバイスは、選択的水素化段階/ユニットAを伴い、これにより、ガソリン供給原料(1)を、水素(2)の存在中で選択的に水素化すること、それ故に、供給原料中に含有される(本質的に全ての)ジオレフィンを水素化すること、場合によっては、軽質硫黄化合物の一部を、より重質な硫黄化合物に転化することが可能となる。本発明による方法およびデバイスは、(第1の分画カラムB1による)選択的水素化流出物(3)の分画のための段階/ユニットBも伴い、これにより、5個以下の炭素原子を有する化合物を含有しているガソリン留分(C5-留分と称される留分)(4)と、少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含有しているガソリン留分((第1の)C6+留分と称される留分)(5)とを少なくとも得ることが可能となり、C6+留分(5)は、水素化段階/ユニットCに送られる。図2を参照すると、水素化段階/ユニットCは、(第2の分画カラムB2による)追加の分画の段階によって先行され、C6+留分(5)中の芳香族ベースに対して汚染物質とみなされる所定の化合物の存在を制限し、それ故に、重質ガソリン留分(51)を分離することができる。追加の分画段階の出口における第2のC6+留分(52)は、続いて、水素化段階/ユニットCに送られる。水素化ユニットCにおいて、オレフィン化合物およびアルケニル芳香族化合物が水素化される一方で、硫黄、窒素および酸素の化合物は、(本質的に完全に)水素化処理される。水素化流出物(6)は、芳香族化合物の抽出の段階/芳香族化合物の抽出のためのユニットDに送られ、これにより、芳香族化合物が濃縮された(すなわち、芳香族化合物を豊富に含む)流れ(芳香族流れ(17))と、非芳香族化合物が濃縮された流れ(ラフィネート(10)であって、場合によってはスクラブ洗浄される)とを生じさせることが可能となる。想定される芳香族分離の方法/デバイスにより、高い純度、特に、高いベンゼンの純度を保証しながら、芳香族化合物の回収のための向上した収率を得ることが可能となる。非芳香族流れ(19)は、熱分解段階/ユニット、あるいは他に、接触改質段階/ユニットに送られ得、例えば、芳香族化合物の製造量を増加させることができる。
(供給原料)
本発明による方法により、ガソリン供給原料を処理することが可能となる。1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料(1)は、接触分解ユニットから生じたガソリン留分を含む。1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料(1)は、供給原料の全重量に対して、最低50重量%または最低60重量%、好ましくは最低70重量%または最低80重量%、大いに好ましくは最低90重量%または最低95重量%、例えば、最低97重量%または最低99重量%の接触分解ユニットから生じたガソリン留分からなる。1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料(1)は、接触分解ユニットから生じたガソリン留分(のみ)からなる。1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン留分は、流動床接触分解(FCC:Fluid Catalytic Cracking)ユニットからなるリストから選択されるユニットに由来する。
1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料(1)が含む化合物の沸点の範囲は、2個または3個の炭素原子を有する炭化水素(C2またはC3)の沸点から、260℃まで、好ましくは240℃または220℃にまで及ぶ。1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料(1)が含む化合物の沸点の範囲は、4個または5個の炭素原子を有する炭化水素(C4またはC5)の沸点から、260℃、好ましくは240℃または220℃にまで及ぶ。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料が含む化合物の沸点の範囲は、5個の炭素原子を有する炭化水素(C5)の沸点から、260℃、好ましくは240℃、大いに好ましくは220℃にまで及ぶ。本特許出願において、化合物の沸点は、特に記載の無い場合、大気圧での化合物の沸点を意味すると理解される。
供給原料は、飽和炭化水素化合物および不飽和炭化水素化合物を含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、不飽和炭化水素化合物(例えば、モノオレフィン類、ジオレフィン類、芳香族化合物)を豊富に(例えば、最低40重量%)含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、供給原料の全重量に対して、最低50重量%の不飽和炭化水素化合物、好ましくは最低60重量%の不飽和炭化水素化合物、大いに好ましくは最低70重量%の不飽和炭化水素化合物を含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、供給原料の全重量に対して、最低10重量%のオレフィン、好ましくは最低20重量%のオレフィン、大いに好ましくは最低30重量%(例えば、最低40重量%)のオレフィンを含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、供給原料の全重量に対して、最低10重量%のモノオレフィン、好ましくは最低20重量%のモノオレフィン、大いに好ましくは最低30重量%(例えば、最低40重量%)のモノオレフィンを含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、10重量%未満のジオレフィンを含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、供給原料の全重量に対して、0.1重量%または0.5重量%と5重量%との間のジオレフィンを含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、供給原料の全重量に対して、最低10重量%の芳香族化合物、好ましくは最低20重量%の芳香族化合物、大いに好ましくは最低30重量%(例えば、最低40重量%)の芳香族化合物を含む。
供給原料は、硫黄化合物をさらに含むことができる。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、供給原料の全重量に対して、0重量ppm~5000重量ppm(すなわち、0.5重量%)の硫黄を含む。1つまたは複数の実施形態によると、供給原料は、10重量ppm~2000重量ppmの硫黄を含む。供給原料中の硫黄含有率は、一般的に50重量ppm超である。硫黄含有率は、一般的に、FCCにより処理された供給原料の硫黄含有率、FCCの供給原料の前処理の存在の有無、およびまた、留分の終点に依存する。
1つまたは複数の実施形態によると、本方法によって処理される供給原料は、供給原料の全重量に対して、0.5重量%~5重量%のジオレフィン、20重量%~50重量%のオレフィン、20重量%~40重量%の芳香族化合物および10重量ppm~0.5重量%の硫黄を含有する。
(選択的水素化)
ガソリン供給原料(1)は、選択的水素化ユニットAにおいて、水素(2)の存在中で処理されて、ジオレフィンを少なくとも部分的に水素化する。1つまたは複数の実施形態によると、ガソリン供給原料は、供給原料中に存在する可能性のある軽質チオール化合物(RSH)の少なくとも一部の分子量を増加させるための反応を行うように処理されて、オレフィンとの反応によってチオエーテルを与える。
1つまたは複数の実施形態によると、処理されるべきガソリンは、選択的水素化触媒反応器に送られる。選択的水素化触媒反応器は、ジオレフィンの選択的水素化のためおよび場合による軽質チオールの分子量を増加させるための触媒の少なくとも1個の固定床または移動床を含有する。
1つまたは複数の実施形態によると、ジオレフィンの選択的水素化および場合による軽質チオールの分子量を増加させるための反応は、少なくとも1種の触媒上で行われる。この触媒は、担体と、活性相とを含み、活性相は、第VIII族からの少なくとも1種の元素と、場合による、第VIb族からの少なくとも1種の元素とを含む。第VIII族からの元素は、好ましくはニッケルおよびコバルトから選ばれ、特にニッケルである。第VIb族からの元素が存在する場合、それは、好ましくはモリブデンおよびタングステンから選ばれ、大いに好ましくはモリブデンである。選択的水素化触媒の担体は、好ましくは、酸化物担体である。酸化物担体は、好ましくは、アルミナ、アルミン酸ニッケル、シリカ、炭化ケイ素またはこれらの酸化物の混合物から選ばれる。使用が好ましくなされるのは、アルミナ、例えばγ-アルミナ、さらにより好ましくは高純度アルミナ(例えば、最低99.8重量%の純度のアルミナ)である。1つまたは複数の実施形態によると、水素化触媒は、アルミナベースの担体を含む。1つまたは複数の実施形態によると、担体は、最低50%のアルミナを含む。1つまたは複数の実施形態によると、担体は、アルミナからなる。
1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化触媒は、第VIII族からの少なくとも1種の元素(例えば、ニッケル)を含有し、その元素の金属酸化物の重量による含有率は、触媒の全重量に対して、0.5重量%~20重量%、好ましくは1重量%~12重量%である。1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化触媒は、第VIb族からの少なくとも1種の元素(例えば、モリブデン)を含有し、その元素の金属酸化物の重量による含有率は、触媒の全重量に対して、3重量%~30重量%、好ましくは6重量%~18重量%である。1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化触媒が示す第VIII族からの元素/第VIb族からの元素(例えば、Ni/Mo)のモル比は、0.2~4、好ましくは0.3~2.5である。1つまたは複数の実施形態によると、触媒は硫化させられる。触媒を構成する金属の硫化度は、好適には60%超、好ましくは80%超である。
1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化触媒は、ニッケルを、NiOの形態の酸化ニッケルの重量による含有率;触媒の全重量に対して1重量%~12重量%で、モリブデンを、MoOの形態の酸化モリブデンの重量による含有率;触媒の全重量に対して6重量~18重量%で含有し、ニッケル/モリブデンのモル比は0.3~2.5であり、これらの金属は、アルミナからなる担体上に堆積させられている。
化学元素の族は、CAS分類(CRC Handbook of Chemistry and Physics、出版元CRC Press、編集長D. R. Lide、第81版、2000-2001)により与えられる。例えば、CAS分類による第VIII族は、新IUPAC分類による第8、9および10列からの金属に対応している;CAS分類による第VIb族は、新IUPAC分類による第6列からの金属に対応している。第VIII族および第VIb族からの金属の含有率は、蛍光X線により測定され得る。触媒中の第VIb族からの金属および第VIII族からの金属の含有率は、例えば、2時間にわたるマッフル炉内の550℃での触媒サンプルの強熱減量についての補正後の酸化物として表される。強熱減量は、湿気の喪失によるものであり、ASTM D7348により求められ得る。金属がコバルトまたはニッケルである場合、金属含有率は、それぞれに、CoOおよびNiOとして表される。金属がモリブデンまたはタングステンである場合、金属含有率は、それぞれに、MoOおよびWOとして表される。
1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化段階の間に、ガソリンは、水素(2)の存在中で、触媒と接触させられ、その際の温度は、50~250℃、好ましくは80~220℃、さらにより好ましくは90~200℃である。1つまたは複数の実施形態によると、液体空間速度LHSVは、0.5h-1~20h-1、好ましくは1h-1~10h-1、さらにより好ましくは2h-1~6h-1であり、液体空間速度の単位は、時間当たりかつ触媒の容積(m)当たりの供給原料の容積(m)(m/m/h)である。1つまたは複数の実施形態によると、圧力は、0.4~5MPa、好ましくは0.6~4MPa、さらにより好ましくは1~3MPaである。1つまたは複数の実施形態によると、選択的水素化段階が行われるのに伴うH/供給原料の体積比は、時間当たりの標準容積(m)で表される水素(2)の流量対標準状態での時間当たりのmで表される処理対象供給原料の流量であり、2~100Sm/m、好ましくは3~30Sm/mである。
有利には、選択的水素化ユニットAの出口のところで得られる選択的水素化流出物(3)は、選択的水素化流出物(3)の全重量に対して、1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満、大いに好ましくは0.1重量%未満のジオレフィンを含む。
選択的水素化流出物(3)は、少なくとも一部、分画ユニットBに送られる。
(分画)
第1の選択的水素化段階からの流出物の分画により、少なくとも2つの留分を得ることが可能となる:5個以下の炭素原子を有する化合物を含有しているガソリン留分(C5-留分と称される留分)(4)または脱硫済み軽質ガソリン留分;少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含有しているガソリン留分((第1の)C6+留分と称される留分)(5)または芳香族化合物に豊富なガソリン留分;および、場合による、以下に定義される重質ガソリン留分。
1つまたは複数の実施形態によると、C5-留分(4)は、脱硫された(例えば10重量ppm以下の硫黄含有率を有する)ガソリン留分であり、ガソリン供給原料(1)中のモノオレフィン(C2-C5オレフィン)の大部分(例えば、最低80重量%、好ましくは最低90重量%、大いに好ましくは最低95重量%)を含む。
1つまたは複数の実施形態によると、C5-留分(4)は、第1の分画カラムB1の頂部のところで抜き出されて、本方法から出る。例えば、C5-留分(4)は、ガソリンプールに送られ得る。1つまたは複数の実施形態によると、C5-留分(4)のカットポイントは、100℃未満の温度、好ましくは40℃~100℃の温度となされる。1つまたは複数の実施形態によると、C5-留分(4)のカットポイントは、45℃~80℃である。
C5-留分(4)の終点は、非常に低い硫黄含有率(硫黄含有率は好ましくは10重量ppm未満である)を有するC5-留分(4)を提供するように、好ましくは選ばれる。有利には、脱硫済みのC5-留分(4)は、この後に、水素化脱硫段階を必要としない。1つまたは複数の実施形態によると、C5-留分(4)の硫黄含有率は、100重量ppm未満、好ましくは50重量ppm未満、大いに好ましくは10重量ppm未満である。
C5-留分(4)の終点は、C6+留分(5)中のベンゼンの回収を促進するように、好ましく選ばれる。1つまたは複数の実施形態によると、C5-留分(4)は、C5-留分(4)の全重量に対して、10重量%未満、好ましくは5重量%未満、大いに好ましくは1重量%未満のベンゼンを含む。
1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)は、6~11個にわたる炭素原子を有する芳香族化合物を含む/実質上それらからなる。1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)は、6~10個にわたる炭素原子を有する芳香族化合物を含む/実質上それらからなる。1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分は、芳香族化合物を豊富に含むガソリン留分であり、好ましくは同時に、ナフタレンおよび重質化合物(例えば、11個以上の炭素原子を有する芳香族化合物および/または沸点が217℃超である化合物)の含有率を、5000重量ppm以下、好ましくは4500重量ppm以下、大いに好ましくは3000重量ppm以下に制限する。1つまたは複数の実施形態によると、C6+5留分は、実質的にモノ芳香族化合物を含む/からなる。
1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)は、第1の分画カラムB1の底部のところで抜き出される。1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)のカットポイントは、40℃超の温度、好ましくは45℃~100℃の温度となされる。1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)のカットポイントは、45℃~80℃である。
1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)が示す、ナフタレンを含めて、沸点が217℃超である化合物、および/または、少なくとも11個の炭素原子を有する芳香族化合物を含んでいる化合物の含有率は、5000重量ppm以下、好ましくは4500重量ppm以下、大いに好ましくは3000重量ppm以下である。
1つまたは複数の実施形態によると、C6+留分(5)が示す、沸点が217℃超である化合物、および/またはナフタレン、および/または11個以上の炭素原子を有する芳香族化合物の含有率が、5000重量ppm超または4500重量ppm超を示す場合、第2の分画カラムB2が使用されて、C6+留分(5)を2つの留分に分離することができる:塔頂部における第2のC6+留分(52)および塔底部における重質ガソリン留分(51)(C11+と称される留分);第2のC6+留分(52)が示す、ナフタレンを含めて、沸点が217℃超である化合物、および/または少なくとも6個の炭素原子を有する芳香族化合物を含んでいる化合物の含有率は、5000重量ppm以下、好ましくは4500重量ppm以下、大いに好ましくは3000重量ppm以下である;塔底部における重質ガソリン留分51(C11+と称される留分)が示す、沸点が217℃超である化合物、および/またはナフタレン、および/または11個以上の炭素原子を有する芳香族化合物の含有率は、3000重量ppm以上または4500重量ppm以上である。1つまたは複数の実施形態によると、第2のC6+留分(52)は、6個から9または10個の炭素原子を含んでいる化合物を本質的に含む。1つまたは複数の実施形態によると、重質ガソリン留分(51)は、少なくとも10個または11個の炭素原子を含んでいる化合物を本質的に含む。
1つまたは複数の実施形態によると、重質ガソリン留分(51)は、水素化脱硫段階、および場合による、水素化脱硫済み流出物の安定化の段階(記載されていない段階)に向けられて、(例えば、硫黄含有率が50重量ppm未満、好ましくは10重量ppm未満の)ガソリンを製造する。
1つまたは複数の実施形態によると、第2の分画カラムB2の操作条件は、第2のC6+留分(52)を得るように調節し、蒸留された重量の5%と95%に対応する温度の間である温度差(ΔT)は、130℃~180℃、好ましくは140℃~160℃である。1つまたは複数の実施形態によると、第2のC6+留分(52)の蒸留された重量の5%に対応する温度は、30℃~80℃、好ましくは50℃~65℃であり、芳香族化合物を豊富に含むガソリン留分の蒸留された重量の95%に対応する温度は、180℃~220℃、好ましくは190℃~210℃である。蒸留された重量の5%と95%に相当する温度を求めるために用いられる方法は、文書Oil Gas Sci. Technol., Vol. 54 (1999), No. 4, pp. 431-438中に、名称「CSD法」(CSDは、Conventional Simulated Distillation(従来の疑似蒸留)の略語)の下に記載されている。
有利には、分画ユニットBから生じた第1または第2のC6+留分((5)または(52))は、C6+留分の全重量に対して、最低20重量%、好ましくは最低30重量%、大いに好ましくは最低40重量%(例えば、最低50重量%)の芳香族化合物を含む。
分画ユニットBから生じた第1または第2のC6+留分((5)または(52))は、少なくとも一部、水素化ユニットCに送られる。
(水素化)
水素化ユニットCにおいて、分画段階に由来するC6+留分(5)または(52)は、水素の存在中、水素化ユニットCにおいて処理されて、オレフィン化合物およびアルケニル芳香族化合物を水素化し、かつ、依然として存在する硫黄、窒素および酸素の化合物を(完全に)(好ましくは本質的に完全に)水素化処理する。
1つまたは複数の実施形態によると、熱分解ガソリン(62)または(63)(PyGas)が、水素化ユニットCに、例えば水素化段階Cの供給原料、すなわちC6+留分(5)または(52)との混合物として送られる。1つまたは複数の実施形態によると、熱分解ガソリン(62)は、分画ユニットBの第2の分画カラムB2に送られる。1つまたは複数の実施形態によると、熱分解ガソリン(61)は、分画ユニットBに、例えば選択的水素化流出物(3)との混合物として送られる。
1つまたは複数の実施形態によると、熱分解ガソリンは、C5-C12留分を含むか、あるいは、それからなり、その組成は以下の通りである:パラフィン2重量%~15重量%、芳香族化合物30重量~65重量%、モノオレフィン5重量%~15重量%、ジオレフィン15重量%~30重量%、アルケニル芳香族化合物2重量~8重量%および硫黄20~2000重量ppm、好ましくは20~300重量ppm。これは、一部の困難な熱分解ガソリンは、一部の困難な供給原料、例えば、硫黄について2000重量ppmまでの含有率を示すことができるからである。
1つまたは複数の実施形態によると、熱分解ガソリンは、少なくとも部分的に水素化処理され、例えばHD1と称される第1の水素化処理段階に由来する。芳香族炭化水素を豊富に含む留分の供給源として熱分解ガソリンのグレードアップを行う場合、想定され得る1つの処理は、2段階からなる。高度に不飽和の化合物(ジオレフィンおよびアルケニル芳香族化合物)の選択的水素化を標的とされる第1の段階(HD1とも称される)と、硫黄化合物の水素化処理およびオレフィンの(好ましくは完全な)水素化の第2の段階(HD2とも称される)である。芳香族炭化水素を豊富に含む留分の供給源としての熱分解ガソリンのグレードアップの場合、(例えばHD1段階の出口において)ガソリンプールのためにC5-化合物の分離を行うこと、および、C6+留分をHD2段階に送ることは、標準的な慣例である。
1つまたは複数の実施形態によると、例えばHD1と称される第1の水素化処理段階に由来する、少なくとも部分的に水素化処理された熱分解ガソリンは、以下の特性を有する:C6-C8留分の組成は以下の通りである:パラフィン3重量%~21重量%、芳香族化合物44重量%~91重量%、モノオレフィン7重量%~21重量%および硫黄20~300重量ppm(実際にさらに、困難な供給原料では、2000重量ppmまでもの硫黄が含まれる場合がある)。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化段階は、少なくとも1基の固定床または移動床の触媒反応器において、水素化および水素化処理の触媒の1個または複数個の床の存在中で行われる。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化段階は、オレフィン化合物および場合によるアルケニル芳香族化合物を除去することを可能とする少なくとも1種の触媒を含んでいる第1の床で行われる。1つまたは複数の実施形態によると、触媒は、担体と、第VIII族からの少なくとも1種の元素および場合による第VIb族からの少なくとも1種の元素を含んでいる活性相とを含む。第VIII族からの元素は、好ましくは、ニッケルおよびコバルトから選ばれ、特にニッケルである。第VIb族からの元素が存在する場合、それは、好ましくは、モリブデンおよびタングステンから選ばれ、大いに好ましくはモリブデンである。水素化触媒の担体は、好ましくは、酸化物担体である。酸化物担体は、好ましくは、アルミナ、アルミン酸ニッケル、シリカ、炭化ケイ素またはこれらの酸化物の混合物から選ばれる。使用が好ましくなされるのは、アルミナ、例えば、γ-アルミナ、さらにより好ましくは高純度の(例えば、純度が最低99.8重量%の)アルミナが用いられる。1つまたは複数の実施形態によると、水素化触媒は、アルミナをベースとする担体を含み、好ましくは、アルミナからなる担体を含む。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化処理触媒は、第VIII族からの少なくとも1種の元素(例えば、ニッケル)を含有し、その金属酸化物の重量による含有率は、触媒の全重量に対して、0.5重量%~20重量%、好ましくは1重量%~13重量%である。1つまたは複数の実施形態によると、水素化触媒は、第VIb族からの少なくとも1種の元素(例えば、モリブデン)を含有し、その金属酸化物の重量による含有率は、触媒の全重量に対して、3重量%~30重量%、好ましくは6重量%~18重量%である。1つまたは複数の実施形態によると、水素化触媒が示す第VIII族からの元素/第VIb族からの元素(例えば、Ni/Mo)のモル比は、0.2~4、好ましくは0.3~2.5である。
1つまたは複数の実施形態によると、触媒は硫化させられる。触媒を構成する金属の硫化度は、好適には60%超、好ましくは80%超である。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化触媒は、ニッケルを、NiO形態での酸化ニッケルの重量による含有率:触媒の全重量に対して、1重量%~13重量%で、および、モリブデンを、MoO形態での酸化モリブデンの重量による含有率:触媒の全重量に対して、6重量%~18重量%で含有し、ニッケル/モリブデンのモル比は、0.3~2.5であり、これらの金属は、アルミナからなる担体上に堆積させられている。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化触媒は、コバルトを、CoOの形態での酸化コバルトの重量による含有率:触媒の全重量に対して、1重量%~13重量%で、および、モリブデンを、MoOの形態での酸化モリブデンの重量による含有率:触媒の全重量に対して、6重量%~18重量%で含有し、コバルト/モリブデンのモル比は、0.3~2.5であり、これらの金属は、アルミナからなる担体上に堆積させられている。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化段階の間に、ガソリンは、触媒と、水素の存在中、100~400℃、好ましくは200~380℃の温度で接触させられる。1つまたは複数の実施形態によると、液体空間速度(LHSV)は、0.1h-1~20h-1である。1つまたは複数の実施形態によると、圧力は、0.1~5MPaa、好ましくは0.5~4MPaa、さらにより好ましくは1~3.5MPaaである。1つまたは複数の実施形態によると、水素化段階は、時間当たりの標準容積(m)で表される、水素流量対標準状態における時間当たりの容積(m)で表される、処理対象供給原料の流量の、H/供給原料の体積比1~400Sm/mまたは1~300Sm/mで行われる。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化ユニットCは、(第3の)分画カラム(図示されない)をさらに含み、以下の化合物のうちの少なくとも1種を除去する:H、HS、軽質ガス、例えばエタン、プロパンおよびブタン、接触水素化反応器から出る流出物中に存在する可能性のある化合物。
水素化ユニットCの出口のところで得られた水素化流出物(6)は、少なくとも一部、芳香族抽出ユニットDに向けられる。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化流出物(6)は、炭素原子数6~11の範囲の芳香族化合物を実質的に含む/からなる。 1つまたは複数の実施形態によると、水素化流出物(6)は、炭素原子数6~10の範囲の芳香族化合物を実質的に含む/からなる。1つまたは複数の実施形態によると、水素化流出物(6)は、好ましくはナフタレンおよび重化合物(例えば、11個以上の炭素原子を有する芳香族化合物および/または沸点が217℃超である化合物)の含有量を制限することによって、芳香族化合物に富む。)5000重量ppm以下、好ましくは4500重量ppm以下、非常に好ましくは3000重量ppm以下。1つまたは複数の実施形態によると、水素化流出物(6)は、実質的にモノ芳香族化合物を含む/からなる。
(抽出)
本発明における芳香族抽出ユニットDによって、水素化流出物(6)を処理して、一方で、ラフィネート(10)と称される、水素化流出物(6)の組成に対して非芳香族化合物が濃縮された流れと、他方で、抽出物(11)と称される、水素化流出物(6)の組成に対して芳香族化合物が濃縮された流れとを回収することが可能となる。
1つまたは複数の実施形態によると、図3を参照すると、芳香族抽出ユニットDは、芳香族化合物の液-液抽出のためのユニットである。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族化合物の液-液抽出のためのユニットは、以下の段階/デバイスを含む:
- 液-液抽出器T1による液-液抽出;溶媒流れ(9)を給送され、ラフィネート(10)と抽出物(11)とを分離する;
- 水スクラブ洗浄塔T2によるラフィネート(10)の水スクラブ洗浄(任意選択の段階);
- 水ストリッピングセクションによる水のストリッピング(任意選択の段階);
- 抽出物ストリッピングセクションT3による抽出物(11)のストリッピング:
- 回収塔T6による芳香族化合物の分離;芳香族流れ(17)と溶媒流れ(9)とを分離する;および
- 溶媒再生セクションによる溶媒の再生(任意選択の段階)。
簡潔さのために、任意選択の水ストリッピングおよび溶媒再生セクションは、図3には図示されていない。
(液-液抽出器T1)
液-液抽出により、水素化流出物(6)の非芳香族化合物、例えば、パラフィンおよびナフテンからの芳香族化合物の分離が可能となる。
1つまたは複数の実施形態によると、水素化流出物(6)を給送することは、実質上、中間ポイントのレベルにおいて(例えば、抽出器の中央で)行われる。
1つまたは複数の実施形態によると、中間ポイントは、液-液抽出器T1の底部と頂部との間に位置するポイントである。1つまたは複数の実施形態によると、中間ポイントは、好ましくは0.1×L~0.9×L、より好ましくは0.2×L~0.8×L、例えば0.3×L~0.7×Lまたは0.4×L~0.6×Lの位置に配列されたポイントに相当し、Lは、液-液抽出器T1の底部から頂部までの長さである。
1つまたは複数の実施形態によると、溶媒流れ(9)は、液-液抽出器T1の高いポイントのところで給送される。1つまたは複数の実施形態によると、溶媒流れ(9)は、液-液抽出器T1の頂部のところで給送される。本特許出願において、高いポイントは、水素化流出物(6)を給送するための中間ポイントよりも上に位置するポイントを意味すると理解される。
1つまたは複数の実施形態によると、溶媒は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれる化合物を含む。1つまたは複数の実施形態によると、溶媒は、スルホランを含むか、あるいはそれからなる。1つまたは複数の実施形態によると、溶媒は、溶媒の全重量に対して、最低90重量%、好ましくは最低95重量%(例えば、最低99重量%)のスルホランからなる。1つまたは複数の実施形態によると、溶媒は、逆溶剤(anti-solvent)、例えば、水をさらに含む。1つまたは複数の実施形態によると、逆溶剤は、水を含むか、あるいはそれからなる。1つまたは複数の実施形態によると、溶媒は、溶媒の全重量に対して、0.01重量%~5重量%、好ましくは0.1重量%~3重量%(例えば、0.5重量%~2重量%)の逆溶剤、例えば、水を含む。
1つまたは複数の実施形態によると、ラフィネートリサイクル流れ(15)、例えば、抽出物ストリッピングセクションT3から生じたものは、液-液抽出器T1の低いポイントのところで給送される。1つまたは複数の実施形態によると、ラフィネートリサイクル流れ(15)は、液-液抽出器T1の底部のところで給送される。本特許出願において、低いポイントは、水素化流出物(6)を給送するための中間ポイントよりも下に位置するポイントを意味すると理解される。
有利には、液-液抽出器T1は、したがって、2つの部分に分割され得る。(水素化流出物(6)を給送するための中間ポイントに対する)上部は、(特にスルホランを用いる)液-液抽出により、芳香族化合物の収率をコントロールすることを可能とする。液-液抽出器T1の下部は、ラフィネートリサイクル流れ(15)により、芳香族化合物の第1の精製を可能とする。このようにして、液-液抽出器T1により、水素化流出物(6)に対して芳香族化合物が枯渇したラフィネート(10)と、水素化流出物(6)に対して芳香族化合物が濃縮された抽出物(11)とを分離することが可能となる。ラフィネート(10)は、液-液抽出器T1の頂部のところから出て、場合により水スクラブ洗浄塔T2に送られる。抽出物(11)は、液-液抽出器T1の底部のところから出て、抽出物ストリッピングセクションT3へと送られ、好ましくは、溶媒流れ(9)との熱交換を伴う(簡潔さのために、図3において図示されない)。1つまたは複数の実施形態によると、液-液抽出器T1は、断熱的に操作される。
1つまたは複数の実施形態によると、溶媒流れ(9)対水素化流出物(6)の重量比は、0.1~50、好ましくは0.5~20、好ましくは1~9、好ましくは3~8であり、例えば5±1または6±1である。1つまたは複数の実施形態によると、リサイクル流れ(15)対水素化流出物(6)の重量比は、0.05~10、好ましくは0.1~8、好ましくは0.2~5、好ましくは0.3~2であり、例えば0.9±0.2である。
1つまたは複数の実施形態によると、抽出器が操作される際の圧力は、0.05~3MPaa(0.5~30bara)、好ましくは0.1~2MPaa(1~20bara)、好ましくは0.2~1.5MPaa(2~15bara)、好ましくは0.3~1MPaa(3~10bara)、例えば溶媒がスルホランを含む場合、例えば6.5±2MPaaである。1つまたは複数の実施形態によると、抽出器が操作される際の温度は、10~150℃、好ましくは15~120℃、好ましくは20~100℃、好ましくは30~90℃、例えば溶媒がスルホランを含む場合、例えば54±5℃である。
(任意選択の水スクラブ洗浄塔T2)
ラフィネート(10)の水スクラブ洗浄により、ラフィネート(10)中に存在する可能性のある溶媒の除去が可能となる。好ましくは、ラフィネート(10)は、塔に入る前に冷却される。好ましくは、ラフィネート(10)は、前記塔の底部に入り、水(7)は、前記塔の頂部のところで導入され、非芳香族流れ(19)(このようにして溶媒が枯渇した、スクラブ洗浄済みラフィネート(10))は、前記塔の頂部のところから出て、(溶媒が濃縮された/溶媒が豊富に含まれる)水性スクラブ洗浄液(18)は、前記塔の底部のところにおいて出る。1つまたは複数の実施形態によると、非芳香族流れ(19)は、100重量ppm未満、好ましくは10重量ppm未満、大いに好ましくは1重量ppm未満の溶媒を含む。1つまたは複数の実施形態によると、水性スクラブ洗浄液(18)は、水ストリッピングセクション(図示されない)に送られる。
有利には、非芳香族流れ(19)は、非芳香族流れ(19)の全重量に対して、25重量%未満、好ましくは20重量%未満、大いに好ましくは17重量%未満の芳香族化合物を含む。
(抽出物ストリッピングセクションT3)
抽出物(11)のストリッピングにより、抽出物(11)中に依然として存在する非芳香族化合物の除去が可能となる。抽出物(11)は、芳香族化合物と溶媒とを充填されて、好ましくは、抽出物ストリッピングセクションT3の頂部のところで導入される。抽出物ストリッピングセクションT3において、抽出物(11)の純度が向上させられるのは、(溶媒中に溶解性の低い)芳香族化合物と同伴された残留する非芳香族化合物が、ガス流れ(12)の形態で、抽出物ストリッピングセクションT3の頂部のところで抽出されるからである。1つまたは複数の実施形態によると、ガス流れ(12)は、水、例えば、水ストリッピングセクション(図示されない)の頂部のところで回収された水と結合させられる。凝縮器-沈降器CD3における相分離により、炭化水素相の液-液抽出器T1へのラフィネートリサイクル流れ(15)としてのリサイクルが可能となり、水性相(14)は、場合によっては、水性スクラブ洗浄液(18)と結合させられて、水ストリッピングセクション(図示されない)に送られる。精製済み抽出物(13)は、続いて、芳香族回収塔T6に送られて、溶媒から(特にスルホランから)芳香族化合物を分離し、この溶媒は、液-液抽出器T1にリサイクルされる。
抽出物(11)のストリッピングは、好ましくは、低圧で、さらには真空下で行われ、溶媒(特に、スルホラン)からの非芳香族化合物の除去を向上させるようにする。1つまたは複数の実施形態によると、抽出物ストリッピングセクションT3が操作される際の頂部圧力は、0.001~2MPaa(0.01~20bara)、好ましくは0.005~1MPaa(0.05~10bara)、好ましくは0.01~0.8MPaa(0.1~8bara)、好ましくは0.03~0.5MPaa(0.3~5bara)であり、例えば溶媒がスルホランを含む場合、例えば0.14±0.06MPaaである。1つまたは複数の実施形態によると、抽出物ストリッピングセクションT3が操作される際の底部温度は50~300℃、好ましくは100~250℃、好ましくは130~200℃、好ましくは145~195℃であり、例えば溶媒がスルホランを含む場合、例えば180±5℃である。
(水ストリッピングセクション(人選択的-図示されない))
水性スクラブ洗浄液(18)および水性相(14)のストリッピングにより、抽出物ストリッピングセクションT3の頂部のところから生じ、場合によっては水スクラブ洗浄塔T2から生じた水から、溶解した炭化水素(主に非芳香族の炭化水素)を除去することが可能となる。
1つまたは複数の実施形態によると、水ストリッピングセクションの出口のところで得られる水の少なくとも一部が芳香族回収塔T6に送られるため、芳香族回収塔T6の底部に送られるストリッピング水蒸気の量が増大する。
(芳香族回収塔T6)
芳香族回収塔T6は、抽出物ストリッピングセクションT3の底部から生じた精製済み抽出物(13)を、芳香族流れ(17)と溶媒流れ(9)とに分離する。好ましくは、芳香族回収塔T6は、真空下で操作されるが、これは、特に溶媒がスルホランを含む場合である。有利には、真空下での操作により、溶媒の分解に至る可能性のある、過剰な底部温度を回避することが可能となる。1つまたは複数の実施形態によると、水蒸気(8)は、場合によっては溶媒(再生済み)と結合させられて、芳香族回収塔T6の底部に注入され、溶媒(特にスルホラン)からの芳香族化合物の抽出を改良させる。塔からの頂部蒸気(本質的に芳香族化合物を含み、場合によっては水を含む)は、凝縮させられ、場合によっては、凝縮器-沈降器CD6内での沈降によって分離される。1つまたは複数の実施形態によると、凝縮させられた頂部芳香族蒸気の一部は、芳香族回収塔T6の還流のために用いられ、その残部は、芳香族流れ(17)を構成して、本方法から出て、好ましくは、アロマティクスコンプレクス(芳香族化合物、特にBTX化合物の分離および生成のためのユニット)に送られる。凝縮器-沈降器CD6内での沈降によって分離された水(16)の一部は、場合によっては、水スクラブ洗浄塔T2に送られて、その残部は、水ストリッピングセクションにリサイクルさせることができる。芳香族回収塔T6の底部から生じた流れは、再生済み溶媒から構成され、これは、液-液抽出器T1、場合によっては、抽出物ストリッピングセクションT3および/または溶媒再生セクション(図示されない)に送られる。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族回収塔T6が操作される際の頂部圧力は、0.001~2MPaa(0.01~20bara)、好ましくは0.005~1MPaa(0.05~10bara)、好ましくは0.01~0.5MPaa(0.1~5bara)、好ましくは0.015~0.2MPaa(0.15~2bara)であり、例えば溶媒がスルホランを含む場合、例えば0.06±0.04MPaaで操作される。1つまたは複数の実施形態によると、芳香族回収塔T6が操作される際の底部温度は、50~300℃、好ましくは100~250℃、好ましくは120~200℃、好ましくは130~195℃であり、例えば溶媒がスルホランを含む場合、例えば170±25℃である。
有利には、芳香族流れ(17)は、芳香族流れ(17)の全重量に対して、最低95重量%、好ましくは最低99重量%、大いに好ましくは最低99.5重量%(例えば、最低99.5重量%)の芳香族化合物を含む。
1つまたは複数の実施形態によると、芳香族流れ(17)は、炭素原子数6~11の範囲の芳香族化合物を実質的に含む/からなる。1つまたは複数の実施形態によると、芳香族流れ(17)は、炭素原子数6~10の範囲の芳香族化合物を実質的に含む/からなる。1つまたは複数の実施形態によると、芳香族流れ(17)は、好ましくはナフタレンおよび重質化合物(例えば、11個以上の炭素原子を有する芳香族化合物および/または沸点が217℃超である化合物)の含有率をコントロールすることによって、芳香族化合物に富む。5000重量ppm以下、好ましくは4500重量ppm以下、最も好ましくは3000重量ppm以下。1つまたは複数の実施形態によると、芳香族流れ(17)は、実質的にモノ芳香族化合物を含む/からなる。
(実施例)
接触分解技術から生じたガソリン留分に由来する芳香族化合物の分離のための本発明による方法の実施例は、以下の通りである。
本発明による方法によって処理されるFCCガソリンの特徴を表1に表す。
Figure 2024512687000002
ガソリン供給原料(1)を、選択的水素化ユニットAにおいて、触媒A1の存在中で処理する。選択的水素化触媒A1は、γ-アルミナ担持のNiMoタイプの触媒である。触媒中の金属含有率は、触媒の全重量に対して、それぞれに、NiO7重量%およびMoO11重量%であり、すなわちNi/Moモル比1.2である。
ガソリン供給原料(1)を、触媒A1を含有する反応器内で、水素(2)と接触させる。本方法のこの段階において、ジオレフィンの選択的水素化、および供給原料中に存在する軽質チオール化合物(RSH)の部分の転化(分子量の増大)を行う。
選択的水素化反応器内で使用される操作条件は、以下の通りである。
- 温度:150℃
- 全圧:2.5MPaa
- H/供給原料の体積比:標準状態におけるガソリンの容積(m)当たり水素5標準m(vol/vol)
- 液体空間速度(LHSV):3h-1
ジオレフィンの含有率が低く、かつ軽質硫黄化合物の含有率が低い選択的水素化流出物(3)(選択的水素化段階において分子量が増大)を、分画ユニットBに送り、第1の分画カラムB1の頂部のところでC5-留分(4)を、並びに、前記カラムの底部のところでC6+留分(5)を分離する。C5-留分(4)およびC6+留分(5)の特徴を表2に示す。表2に示されるように、C5-留分(4)は、低い硫黄含有率を有している。C5-留分(4)は、選択的水素化流出物(3)の約25重量%に相当する。C6+留分(5)は、選択的水素化流出物(3)の約75重量%に相当する。C6+留分(5)が有するナフタレン含有率は、0.4重量%である。
Figure 2024512687000003
C6+留分(5)の処理を、水素化ユニットCにおいて、オレフィンの水素化を可能とするNiMoタイプの第1の水素化触媒C1、並びに、硫黄、窒素および酸素の化合物の除去を可能とするアルミナ担体担持CoMoタイプの第2の水素化処理触媒C2の存在中で行う。
水素化ユニットCにおいて、C6+留分(5)を、触媒C1およびC2を含有する反応器内で、水素と接触させる。本方法のこの段階において、オレフィンおよびアルケニル芳香族化合物の水素化、並びにまた、供給原料中に存在する硫黄およびチオール化合物の転化を特に行って、芳香族化合物の水素化を制限する。
水素化および水素化処理の反応器において使用された操作条件は、以下の通りである。
- 温度:260℃
- 全圧:2.6MPaa
- H/供給原料の容積比:水素150標準m/標準状態における供給原料のm
- 液体空間速度(LHSV):3h-1
この実施例において、水素化反応器から出た流出物を、水素化ユニットCの分画カラムに送り、HS、並びに、軽質ガス、例えば、エタン、プロパンおよびブタンを除去する。
水素化ユニットCの出口のところの水素化流出物(6)の特徴を表3に示す。
Figure 2024512687000004
水素化流出物(6)を、続いて、芳香族抽出ユニットDの液-液抽出器T1に給送する。99.4重量%のスルホランを含んでいる溶媒流れ(9)を、頂部のところで加え、ラフィネートリサイクル流れ(15)を、液-液抽出器T1の底部のところで加える。液-液抽出器T1において、[溶媒流れ(9)]/[水素化流出物(6)]の重量比を5、[ラフィネートリサイクル流れ(15)]/[水素化流出物(6)]の重量比を0.9とし、液-液抽出器T1を、0.5~0.8MPaaの圧力および54℃の温度で操作する。
ラフィネート(10)を、液-液抽出器T1の頂部のところで抽出し、次いで、任意選択の水スクラブ洗浄塔T2に送り、ラフィネート(10)中に同伴された少量のスルホラン溶媒を除去する。水性スクラブ洗浄液(18)は、水とスルホランとから本質的に構成され、非芳香族流れ(19)は、溶媒に乏しいラフィネートから構成される。
簡潔さのために、任意選択の水ストリッピングおよび溶媒再生のセクションを図3に図示しない。前記任意選択の水ストリッピングおよび溶媒再生のセクションにより、本発明による方法において用いられた水流れを処理することおよびスルホランを精製することが可能となる。
液-液抽出器T1からの抽出物(11)を、抽出物ストリッピングセクションT3に給送する。これにより、溶媒と同伴された非芳香族化合物および芳香族化合物を除去すること、および、液-液抽出器T1に戻るラフィネートリサイクル流れ(15)を作り出すことが可能となる。事前に、抽出物ストリッピングセクションT3の頂部におけるガス流れ(12)を、凝縮器-沈降器CD3に送り、水性相(14)を除去するようにする。
抽出物ストリッピングセクションT3は、底部温度180℃で操作されるストリッピングカラムを含む。
溶媒および芳香族化合物を本質的に含有している、抽出物ストリッピングセクションT3の底部のところの精製済み抽出物(13)を、芳香族回収塔T6に送り、これにより、底部において、溶媒流れ(9)として液-液抽出器T1にリサイクルされる溶媒を回収すること、および、凝縮器-沈降器CD6に送られる頂部流れを回収することが可能となり、凝縮器-沈降器CD6により、沈降によって分離された水(16)と、芳香族流れ(17)とを抜き出すことが可能となる。芳香族回収塔T6は、水蒸気(8)をカラム底部に送ることにより操作する。
芳香族回収塔T6を操作する際の底部温度は、180℃である。
芳香族抽出ユニットDから出た流れの重量による組成を表4に表す。
Figure 2024512687000005
シーケンス全体の出入りのところの本方法の流れの重量による分布を表5に表す。
Figure 2024512687000006

Claims (15)

  1. ガソリン供給原料から出発する芳香族化合物の処理および分離のための方法であって、以下の段階を含む方法:
    - ガソリン供給原料(1)の選択的水素化の段階(A);ガソリン供給原料(1)中に含有されるジオレフィンを、水素(2)の存在中で少なくとも水素化し、選択的水素化流出物(3)を生じさせる;
    - 選択的水素化流出物(3)の分画の段階(B);5個以下の炭素原子を有する化合物を含有しているC5-留分(4)と、少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含有しているC6+留分(5)とを少なくとも生じさせる;
    - C6+留分(5)の水素化の段階(C);C6+留分(5)中に含有されるオレフィンを、水素の存在中で少なくとも水素化し、水素化流出物(6)を生じさせる;
    - 水素化流出物(6)からの芳香族化合物の抽出の段階(D);水素化流出物(6)に対して芳香族化合物が濃縮された芳香族流れ(17)と、水素化流出物(6)の組成に対して非芳香族化合物が濃縮されたラフィネート(10)とを少なくとも生じさせる。
  2. ガソリン供給原料(1)は、接触分解ユニットから生じたガソリン留分を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 選択的水素化段階(A)を、以下の操作条件のうちの少なくとも1つにおいて行う、請求項1または2に記載の方法:担体と、第VIII族からの少なくとも1種の元素を含む活性相とを含んでいる少なくとも1種の触媒の存在;温度50~250℃;液体空間速度LHSV0.5h-1~20h-1;圧力0.4~5MPa;H/ガソリン供給原料の体積比2~100Sm/m
  4. C6+留分(5)を生じさせるように分画段階(B)をコントロールし、該C6+留分(5)が示す、沸点が217℃超である化合物の含有率は、5000重量ppm以下である、請求項1~3のいずれか1つに記載の方法。
  5. 水素化段階(C)を、以下の操作条件のうちの少なくとも1つにおいて行う、請求項1~4のいずれか1つに記載の方法:担体と、第VIII族からの少なくとも1種の元素を含む活性相とを含んでいる少なくとも1種の触媒の存在;温度100~400℃;液体空間速度LHSV0.1h-1~20h-1;圧力0.1~5MPaa;H/ガソリン供給原料の体積比1~400Sm/m
  6. 芳香族化合物の抽出の段階(D)は、以下の段階を含む、請求項1~5のいずれか1つに記載の方法:
    - 液-液抽出器(T1)による、水素化流出物(6)からの芳香族化合物の抽出の段階;溶媒流れ(9)を給送し、ラフィネート(10)と、水素化流出物(6)の組成に対して芳香族化合物が濃縮された抽出物(11)とを分離する;
    - 抽出物ストリッピングセクション(T3)による、抽出物(11)のストリッピングの段階;非芳香族化合物を含んでいるガス流れ(12)と、精製済み抽出物(13)とを分離する;
    - 芳香族回収塔(T6)による、精製済み抽出物(13)および溶媒からの芳香族化合物の分離の段階;溶媒流れ(9)と、芳香族流れ(17)を含んでいる頂部蒸気とを分離する。
  7. 芳香族化合物の抽出の段階(D)は、以下の段階のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項6に記載の方法:
    - 液-液抽出器(T1)に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物からなるリストから選ばれる溶媒を含んでいる溶媒流れ(9)を給送する段階;
    - 凝縮器-沈降器(CD3)内でのガス流れ(12)の相分離の段階;ラフィネートリサイクル流れ(15)と水性相(14)とを分離する;
    - 水(7)を給送される水スクラブ洗浄塔(T2)によって、水によりラフィネート(10)をスクラブ洗浄する段階;非芳香族流れ(19)と、水性スクラブ洗浄液(18)とを生じさせる;
    - 真空水蒸気ストリッピングによる、溶媒の再生のためのセクションによる、溶媒流れ(9)の少なくとも一部の再生の段階;
    - 凝縮器-沈降器(CD6)内での頂部蒸気の凝縮の段階;芳香族流れ(17)を生じさせる。
  8. 溶媒流れ(9)は、スルホランを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 芳香族化合物の抽出の段階(D)は、以下の段階のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項7に記載の方法:
    - 液-液抽出器(T1)に、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物から選ばれる溶媒の流れを給送する段階;
    - ラフィネートリサイクル流れ(15)を、液-液抽出器(T1)にリサイクルする段階;
    - 水ストリッピングセクションによって、水性スクラブ洗浄液(18)および/または水性相(14)中に存在する炭化水素化合物をストリッピングする段階;水が生じる;
    - 芳香族回収塔(T6)に水蒸気(8)を給送し、水蒸気をさらに含んでいる頂部蒸気を生じさせ、かつ、凝縮器-沈降器(CD6)内で頂部蒸気を凝縮させ、沈降によって分離された芳香族流れ(17)と水(16)とを生じさせる。
  10. 芳香族化合物の抽出の段階(D)は、以下の段階のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項9に記載の方法。:
    - 液-液抽出器(T1)に、スルホランおよび水を含んでいる溶媒流れ(9)を給送する段階;
    - 水ストリッピングセクションによって生じた水を、芳香族回収塔(T6)にリサイクルする段階。
  11. ガソリン供給原料から出発する芳香族化合物の処理および分離のためのデバイスであって、以下のユニットを含むデバイス:
    - 選択的水素化ユニット(A);ガソリン供給原料(1)中に含有されるジオレフィンを、水素(2)の存在中で少なくとも水素化するため、かつ、選択的水素化流出物(3)を生じさせるためのものである;
    - 分画ユニット(B);選択的水素化流出物(3)を分画して、5個以下の炭素原子を有する化合物を含有しているC5-留分(4)と、少なくとも6個の炭素原子を有する化合物を含有しているC6+留分(5)とを少なくとも生じさせるためのものである;
    - 水素化ユニット(C);C6+留分(5)中に含有されるオレフィンを、水素の存在中で少なくとも水素化して、水素化流出物(6)を生じさせるためのものである;
    - 芳香族抽出ユニット(D);水素化流出物(6)から芳香族化合物を抽出し、水素化流出物(6)に対して芳香族化合物が濃縮された芳香族流れ(17)と、水素化流出物(6)の組成に対して非芳香族化合物が濃縮されたラフィネート(10)とを少なくとも生じさせるためのものである。
  12. 芳香族抽出ユニット(D)は、以下の要素を含む、請求項11に記載のデバイス:
    - 液-液抽出器(T1);溶媒流れ(9)と水素化流出物(6)とを給送されるのに適し、かつ、ラフィネート(10)と、水素化流出物(6)の組成に対して芳香族化合物が濃縮された抽出物(11)とを分離するのに適している;
    - 抽出物ストリッピングセクション(T3);抽出物(11)を給送されるのに適し、かつ、非芳香族化合物を含んでいるガス流れ(12)と、精製済み抽出物(13)とを分離するのに適している;および
    - 回収塔(T6);精製済み抽出物(13)を給送されるのに適し、かつ、精製済み抽出物(13)から芳香族化合物を分離するのに適しており、溶媒流れ(9)と、芳香族流れ(17)を含んでいる頂部蒸気とを生じさせる。
  13. 芳香族抽出ユニット(D)は、以下の要素のうち少なくとも1つをさらに含む、請求項12に記載のデバイス:
    - 液-液抽出器(T1);エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物からなるリストから選ばれる溶媒を含んでいる溶媒流れ(9)を給送されるのに適している;
    - 凝縮器-沈降器(CD3);ガス流れ(12)を給送されるのに適し、かつ、ガス流れ(12)を分離するのに適しており、ラフィネートリサイクル流れ(15)と水性相(14)とを生じさせる;
    - 水スクラブ洗浄塔(T2);水(7)とラフィネート(10)とを給送されるのに適し、かつ、水によりラフィネート(10)をスクラブ洗浄するのに適しており、非芳香族流れ(19)と水性スクラブ洗浄液(18)とを生じさせる;
    - 溶媒再生セクション;溶媒流れ(9)の少なくとも一部を給送されるのに適し、かつ、真空水蒸気ストリッピングにより、溶媒流れ(9)の前記少なくとも一部を再生するのに適している;
    - 凝縮器-沈降器(CD6);頂部蒸気を給送されるのに適し、かつ、頂部蒸気を凝縮させるのに適しており、芳香族流れ(17)を生じさせる。
  14. 芳香族抽出ユニット(D)は、以下の要素のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項13に記載のデバイス:
    - 液-液抽出器(T1);エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキサメチルホスホルアミド、プロピレンカルボナート、エチレンカルボナート、スルホラン、3-メチルスルホラン、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ブチロラクトン、1-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、カプロラクタム、N-メチルホルムアミド、ピロリジン-2-オン、フルフラール、1,1,3,3-テトラメチルウレアおよびこれらの混合物からなるリストから選ばれる溶媒を含んでいる溶媒流れ(9)を給送されるのに適している;
    - 液-液抽出器(T1);ラフィネートリサイクル流れ(15)を給送されるのに適している;
    - 水ストリッピングセクション;水性スクラブ洗浄液(18)および/または水性相(14)を給送されるのに適し、かつ、水性スクラブ洗浄液(18)および/または水性相(14)から炭化水素化合物をストリッピングするのに適しており、水を生じさせる;および
    - 水蒸気(8)を給送されるのに適し、かつ、水蒸気を追加的に含む頂部蒸気を生じさるのに適している芳香族回収塔(T6)、および、頂部蒸気を凝縮させるのに適しており、沈降によって分離された芳香族流れ(17)と水(16)とを生じさせる、凝縮器-沈降器(CD6)。
  15. 芳香族抽出ユニット(D)は、以下の要素のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項14に記載のデバイス:
    - 液-液抽出器(T1);スルホランおよび水を含んでいる溶媒流れ(9)を給送されるのに適している;
    - 芳香族回収塔(T6);水ストリッピングセクションによって生じた水を給送されるのに適している。
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