JP3316596B2 - 炭化水素重質フラクションを精製し、これをより軽質なフラクションに転換するための、炭化水素重質フラクションの水素化処理方法 - Google Patents

炭化水素重質フラクションを精製し、これをより軽質なフラクションに転換するための、炭化水素重質フラクションの水素化処理方法

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JP3316596B2 JP25518492A JP25518492A JP3316596B2 JP 3316596 B2 JP3316596 B2 JP 3316596B2 JP 25518492 A JP25518492 A JP 25518492A JP 25518492 A JP25518492 A JP 25518492A JP 3316596 B2 JP3316596 B2 JP 3316596B2
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特にアスファルテン、
および硫黄不純物および金属不純物を含む重質炭化水素
フラクション、例えば常圧残渣、減圧残渣、脱アスファ
ルト油、ピッチ油、芳香族留分と混合されたアスファル
テン、炭素の水素化物、あらゆる起源、特に瀝青砂また
は油頁岩からの重質油の精製および転換に関する。本発
明は特に、液体仕込原料の処理に関する。
【0002】
【従来技術および解決すべき課題】本発明に従って処理
されうる仕込原料は、通常、少なくとも100 重量ppm の
金属(ニッケルおよび/またはバナジウム)、少なくと
も1重量%の硫黄、および少なくとも2重量%のアスフ
ァルテンを含む。
【0003】これらの仕込原料の接触水素化処理の目的
は、同時にまた、精製することでもある。すなわち水素
の炭素に対する比(H/C)を改善しつつ、かつこれら
を多少なりとも部分的に、より軽質な留分に転換しつ
つ、これらのアスファルテン、金属、硫黄およびその他
の不純物含量を実質的に減じることでもある。このよう
にして得られた種々の流出物は、良質の燃料油、ガスオ
イル、およびガソリンの製造のためのベースとして、あ
るいは残渣のクラッキングのようなその他の装置のため
の仕込原料として用いうる。
【0004】これらの仕込原料の接触水素化処理によっ
て起こる問題は、これらの不純物が金属およびコークス
の形態で触媒上に少しずつ沈積し、触媒系を失活させ、
かつ急速に詰まらせる傾向があるということから来る。
このため、触媒の取替えのために、停止が必要である。
【0005】従ってこの型の仕込原料の水素化処理方法
は、装置を停止させずにできるだけ長い操作サイクルが
可能になるように考えられなければならない。この目的
は、最低1年の操作サイクルを達成することである。す
なわち、連続運転が最低11ケ月と、これに全触媒系の取
替えのために、最大1ケ月の停止を加えたものである。
【0006】この型の仕込原料には種々の処理がある。
これらの処理は、現在まで下記のものにおいて行なわれ
た: −触媒固定床方法(例えばトタル社と、アンスティテュ
・フランセ・デュ・ペトロールとのHYVAHL-F方法)にお
いて、あるいは −触媒のほぼ連続的な取替えを可能にする、少なくとも
1つの反応器を含む方法(例えばアンスティテュ・フラ
ンセ・デュ・ペトロールとトタル社との、移動床HYVAHL
-M方法)において。
【0007】本発明の方法は、触媒の固定床方法の改良
方法である。実際、このような方法(図1参照)におい
て、管路(1) から来る仕込原料は、直列に配列された複
数の固定床反応器を通って流れる。1つまたは複数の第
一反応器(26)または(27)は、特に仕込原料の水素化脱金
属(いわゆるHDM工程)、および水素化脱硫の一部を
そこで実施するために用いられ、1つまたは複数の最後
の反応器(28)または(29)は、仕込原料の十分な(profon
d) 精製、特に水素化脱硫(いわゆるHDS工程)をそ
こで実施するために用いられる。流出物は導管(21)を経
て、最後のHDS反応器(29)から抜出される。
【0008】このような方法においては、最も多くの場
合、圧力約150 〜200 バール、温度約370 〜420 ℃の平
均操作条件下において、各工程に適した特別な触媒を用
いる。
【0009】HDM工程については、理想的な触媒は、
高い金属保持容量およびコークス化に対する大きな耐性
と組合わされた、高い脱金属能力を有しつつ、アスファ
ルテンに富む仕込原料を処理するのに適したものでなけ
ればならない。本出願人は、特別なマクロ細孔担体
(「ウニ状」構造を有するもの)上のこのような触媒を
開発した。これは、正にこの工程において求められる次
のような品質をこれに与えるものである(特許EP-B-113
297 およびEP-B-113284 ): −HDM工程において少なくとも80〜90%の脱金属率; −新品の触媒の重量に対して、60%以上の金属保持容
量、これによってより長い操作サイクルを得ることがで
きる; −400 ℃以上の温度においてでさえ、コークス化に対す
る大きな耐性。これは、圧力低下(perte de charge) の
増加およびコークス生成による活性の低下によって、多
くの場合制限されるサイクル寿命の延長に役立ち、かつ
これによって、この工程における熱転換の主要部分を実
施することができる。
【0010】HDS工程については、理想的な触媒は、
物質の十分な精製を実施するために、強い水素化能力を
有していなければならない。すなわち脱硫、脱金属の続
行、コンラドソン炭素およびアスファルテン含量の低下
である。本出願人は、この型の仕込原料の処理に特によ
く適した、このような触媒を開発した(特許EP-B-11329
7 およびEP-B-113284 )。
【0011】高い水素化能力を有するこの型の触媒の欠
点は、金属またはコークスの存在下に急速に失活すると
いうことである。それゆえ、転換および脱金属の主要な
部分を実施するために、比較的高い温度で操作を行なう
のに適した、適切なHDM触媒と、適切なHDS触媒
(この触媒は、HDM触媒によって金属およびその他の
不純物から保護されるので、比較的低い温度で操作され
うるものであり、このため、十分な水素化およびコーク
ス化の制限の方へ向かうものであるが)とを組合わせる
ことによって、最終的に、単一の触媒系を用いて得られ
る成績、またはHDS触媒の急速なコークス化を生じ
る、漸増する温度曲線を用いる同様なHDM/HDS配
列を用いて得られる成績より高い、全体の精製成績が得
られる。
【0012】固定床方法の利点は、固定床の大きな触媒
効率のおかげで、高い精製成績が得られるということで
ある。これに対して、仕込原料のある金属含量(例えば
100〜150 ppm )以上では、最良の触媒系を用いてはい
ても、これらの方法の成績、特に操作の寿命が不十分に
なることに気付く。反応器(特に第一HDM反応器)に
は急速に金属が負荷され、従って失活する。この失活を
補うために、温度を増加させるが、これはコークスの形
成および圧力低下の増加を促進する。さらに第一触媒床
は、仕込原料に含まれるアスファルテンおよび沈積物に
よって、あるいは操作故障によって、かなり急速に目詰
まりしやすいことは知られている。
【0013】従ってその結果、失活または目詰まりした
第一触媒床を取替えるために、最低3〜6ケ月毎に装置
を停止せざるをえないことになる。この操作は、3週間
まで続くことがあり、このことは装置の操作ファクター
をそれだけ減じることになる。
【0014】これらの固定床配列の欠点を、種々の方法
で解決するような努力がなされてきた。
【0015】従って、1つまたは複数の移動床反応器(2
4a) を、HDM工程の頂部に設置することが考えられた
(例えば図2参照)(特許US-A-3,910,834またはGB-B-2
124252)。これらの移動床は、並流で(例えばシェル社
のHYCON 方法)、または向流で(例えば本出願人によっ
て商品化されているHYVAHL-M方法)運転できる。従って
脱金属の一部を実施して、また目詰まりを生じうる、仕
込原料中に含まれる粒子を濾過することによって、固定
床反応器をこのようにして保護する。さらに、移動床の
1つまたは複数のこの反応器において、触媒のほぼ連続
的な取替え(導管(61)による使用済み触媒の抜出し、導
管(60)による新品の触媒の導入)によって、3〜6ケ月
毎の装置の停止を避ける。
【0016】これらの移動床技術の欠点は、最終的にこ
れらの成績および効率が、同じ大きさの固定床の成績よ
りむしろ劣ること、流れている触媒の摩耗を引起こし、
これは下流に位置する固定床の詰まりを生じることがあ
ること、および特に、用いられている操作条件におい
て、コーキングのリスク、従って触媒のアグロメレート
の形成のリスクは、これらの重質仕込原料の場合は、無
視できるどころではなく、特に故障の場合には、このこ
とは、反応器において、あるいは使用済み触媒の抜出し
管路において、触媒の流れを妨げ、最終的には反応器お
よび抜出し管路の清掃のため、装置の停止を引起こすこ
とになることである。
【0017】許容しうる操作ファクターを維持しつつ、
固定床の優れた成績を保持するためには、HDM反応器
の前に、固定床交替反応器(空間速度VVH=2〜4)
を追加することも考えられた(特許US-A-4,118,310およ
びUS-A-3,968,026)。最も多くの場合、この交替反応器
(24)は、特にバルブ(31)の使用によって、省いて近道で
きる(図3参照)。このようにして主要反応器の、目詰
まりに対する一時的な保護が可能である。交替反応器が
目詰まりした時、これを省いて近道するが、その際、こ
の後に来る主要反応器(26)は、今度は目詰まりし、装置
の停止を生じることがある。さらに、この交替反応器(2
4)の小さいサイズは、仕込原料の強力な脱金属を保証せ
ず、従って金属に富む(150 ppm 以上)仕込原料の場
合、主要なHDM反応器(反応器(26)(27))を、金属の
沈積からはあまり保護しない。その結果、これらの反応
器の失活が促進され、装置の急速すぎる停止を生じ、従
って常に不十分な操作ファクターが生じる。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明において、最終的
に次のことが発見された。すなわち、高い金属含量(10
0 〜1,500 ppm であるが、最も多くの場合は、150 〜1,
400 ppm 、好ましくは300 〜1,350 ppm )の仕込原料の
処理のために、固定床の高成績と高い操作ファクターと
を組合わせるため、優れた方法は、アスファルテン、硫
黄不純物、および金属不純物を含む炭化水素重質フラク
ションの少なくとも2工程における水素化処理方法であ
って、いわゆる第一水素化脱金属工程の間に、水素化脱
金属条件下において、炭化水素仕込原料と水素とを、少
なくとも1つの水素化脱金属触媒上に通過させ、ついで
次の第二工程の間に、水素化脱硫条件下に、第一工程の
流出物を、水素化脱金属触媒とは異なる少なくとも1つ
の水素化脱硫触媒上に通過させる方法において、水素化
脱金属工程が、固定床の1つまたは複数の水素化脱金属
帯域を備え、この帯域の前には、直列に配置された、こ
れも固定床の少なくとも2つの水素化脱金属交替帯域(z
one de garde) があって、下記工程(b) および(c) の連
続する繰返しからなる、サイクルとして用いられるこ
と、および、下記工程: (a) 交替帯域が、これらのうちの1つの失活および/ま
たは目詰まり時間に長くとも等しい時間の間、全部同時
に用いられる工程、 (b) 失活した、および/または目詰まりした交替帯域
が、省いて近道され、この帯域に入っている触媒が再生
される、および/または新品の触媒と取替えられる工
程、および (c) 先行工程の間に触媒が再生された交替帯域が再連結
され、交替帯域が全部同時に用いられる工程であって、
前記工程は、交替帯域の1つの失活および/または目詰
まり時間に長くとも等しい時間の間続行される工程、か
らなることを特徴とする方法からなるということであ
る。
【0019】本発明による方法は、次のような第一変形
例をも含む。すなわち工程(b) の間に触媒が再生された
交替帯域は、工程(b) の間にこの帯域が省いて近道され
る前になされていた連結と同じになるように再連結さ
れ、工程(c) の間、交替帯域は全部同時に用いられるも
のである。
【0020】本発明による方法は、本発明の好ましい実
施態様であって、かつ下記工程からなる第二変形例を備
える: (a) 交替帯域が、処理される仕込原料の全体の流通方向
に対して、最も上流にある交替帯域の失活および/また
は目詰まり時間に長くとも等しい時間の間、全部同時に
用いられる工程、 (b) 仕込原料が、先行工程の間最も上流にあった帯域の
すぐ後ろに位置する交替帯域に直接入り、かつ先行工程
の間最も上流にあった交替帯域が省いて近道され、この
帯域に入っている触媒が再生される、および/または新
品の触媒と取替えられる工程、および (c) 先行工程(b) の間に触媒が再生された交替帯域が、
交替帯域全体の下流になるように再連結され、交替帯域
が全部同時に用いられる工程であって、前記工程は、こ
の工程の間、処理される仕込原料の全体の流通方向に対
して最も上流にある交替帯域の、失活および/または目
詰まり時間に長くとも等しい時間の間続行される工程。
【0021】本発明の好ましい実施態様において、仕込
原料の全体の流通方向において最も上流にある交替帯域
には、金属、コークス、沈積物およびその他の種々の不
純物が次第に負荷され、望み次第ではあるが、最も多く
の場合、これに入っている触媒がほぼ、金属および種々
の不純物で飽和される時に取外される。
【0022】本発明の好ましい実施態様において、これ
らの交替帯域を運転中に交換することができる、すなわ
ち装置の作動を停止せずに交換することができる、特別
な調節区域を用いる。まず、中程度の圧力(10〜50バー
ルであるが、好ましくは15〜25バール)で作動する装置
によって、取外された交替反応器に対して、次の操作を
行なうことができる。すなわち使用済み触媒を取出す前
に、洗浄、ストリッピング、冷却、ついで新品の触媒の
装入後に加熱および硫化を確実に行なうことができる。
次に別の加圧/減圧装置、および適切な技術のコック−
バルブ装置によって、装置を停止せずに、すなわち操作
ファクターに影響を与えずに、これらの交替帯域を効果
的に交換することができる。これは、洗浄、ストリッピ
ング、使用済み触媒の取出し、新品の触媒の再装入、加
熱、硫化の全操作が、取外された反応器または交替帯域
で行なわれるからである。
【0023】水素化処理装置の反応器は、最も多くの場
合、下記の毎時空間速度(VVH)で作動する: VVH(h-1) VVH(h-1) 広い範囲 好ましい範囲 HDM全工程: 0.2 〜0.5 0.3 〜0.4 (交替反応器も含む) HDS全工程 0.2 〜0.5 0.3 〜0.4 (HDM+HDS)全体 0.10〜0.50 0.15〜0.30
【0024】本発明の好ましい特徴は、ここでは、全体
のVVH約0.1 〜2.0 、最も多くの場合約0.2 〜1.0
で、作動中の交替帯域または反応器を操作することから
なる。このことは、より小さいサイズの交替反応器を用
いる他の方法、特により小さいサイズの交替反応器を用
いている、特許US-A-3968026に記載されているものとは
異なる。作動している各交替反応器のVVHの値は、好
ましくは約0.5 〜4、最も多くの場合は約1〜2であ
る。交替反応器の全体のVVHの値および各反応器のこ
の値は、反応温度を制御しながら(発熱性の制限)、最
大限のHDMを実施するように選ばれる。
【0025】本発明による方法の好ましい実施態様にお
いて、前記交替帯域の反応器の各々は、実質的に、1つ
または複数の水素化脱金属帯域の反応器の各々と同じ容
積を有する。
【0026】実際、適切なHDM/HDS触媒を用い
て、好ましくは本出願人の触媒(EP-B-113297 およびEP
-B-113284 )および、前記本発明の特徴を利用して、次
のものが得られることがわかった: −交替反応器で、約35%のHDMを越えることができな
かった、先行技術の方法に対して、選ばれたVVHおよ
びHDM触媒の効率によって、交替反応器を出た時に、
仕込原料の50%およびそれ以上のHDM(より正確に
は、50〜92%のHDM)。さらには、この触媒の高い金
属保持容量(新品の触媒の重量に対して、沈積した金属
60重量%以上)によって、交替反応器の平均交換頻度
(仕込原料の金属含量による)は、金属含量が約1,000
重量ppm 以上の仕込原料の場合、例えば約0.5 〜約0.8
ケ月であり、金属含量が約100 〜約600 重量ppm の仕込
原料の場合、この頻度は約1〜6ケ月であり、より詳し
くは約3〜4ケ月である。平均交換頻度は、使用済み触
媒が入っている、作動中の最も上流の交替反応器を、ま
だ金属または種々の不純物で飽和していない触媒が入っ
ている次の交替反応器と代えるために、これを取外すこ
とが必要になる前の、操作サイクルの長さ全体に対する
平均の長さである。
【0027】−操作サイクルの長さは、最も多くの場
合、交替反応器によってもたらされる、これらの反応器
の金属に対する優れた保護(50%以上のHDM)によっ
て、また沈積物、コークスおよびその他の不純物による
目詰まりの問題に対する保護によって、主要HDMおよ
びHDS反応器の場合、少なくとも11ケ月である。
【0028】金属の高い、あるいは非常に高い含量(10
0 〜1,500 ppm 、好ましくは150 〜1,400 ppm )の仕込
原料からさえ得られた、少なくとも11ケ月のこのサイク
ルが終わった時、主要反応器に入れられた触媒の完全な
取替えを実施するために、装置は停止されなければなら
ない。この操作は、1ケ月以内に不都合もなく実施でき
るので、本発明に従って操作を行なって、少なくとも0.
92(すなわち12ケ月のうち11ケ月)の操作ファクターが
得られることがわかる。これは先行技術の固定床方法の
運転ファクターより実質的に高く、かつ1つまたは複数
の移動床を含む方法と少なくとも同じである。さらに、
特に例えば500 ppm 以上の非常に高い金属含量を有する
仕込原料の水素化処理の場合、直列の少なくとも3つ、
多くの場合少なくとも4つの交替反応器を用いて、作動
中の最も上流の交替反応器にひどい影響を与えることが
ある故障(例えば導管故障の後に起こるコークス化、ま
たは仕込原料による塩または沈積物の偶然のエントレイ
ンメントの後に起こる目詰まり)を防ぎ、従ってこれは
高い操作ファクターの維持に役立つ。
【0029】−物質の安定度を保持しつつ、高い精製お
よび転換成績の、サイクル全体にわたる維持:少なくと
も90%の全体のHDS;少なくとも95%の全体のHD
M。
【0030】図4A、図4Bおよび図5は、本発明を例
証的に簡単に説明する。図4Aは、2つの交替反応器を
使用する例を示し、図4Bは、3つの交替反応器の使用
法について示す。仕込原料は、導管(1) を経て1つまた
は複数の交替反応器に到達し、導管(13)を経て、1つま
たは複数のこの反応器から再び出る。図5は、主要HD
MおよびHDS反応器を表わす。1つまたは複数の交替
反応器から出る仕込原料は、導管(13)を経て、主要HD
M反応器(14)に達する。この反応器は、触媒固定床(26)
を含む。反応器(14)の流出物は、導管(15)から抜出さ
れ、ついでもう1つの水素化脱金属反応器(16)に送ら
れ、ここでこの流出物は触媒固定床(27)を通る。反応器
(16)の流出物は、導管(17)を経て抜出され、第一水素化
脱硫反応器(18)に入る。ここでこれは触媒固定床(28)を
通る。第一水素化脱硫反応器(18)の流出物は、導管(19)
を経て第二水素化脱硫反応器(20)の方へ流れ、ここでこ
れは触媒固定床(29)を通る。最後の流出物は、導管(21)
を経て抜出される。
【0031】図4Aに示された例では、交替帯域が2つ
の反応器を備えているが、ここではこの方法は、好まし
い実施態様において、各々次の4つの連続した期間を含
む、一連のサイクルを備える: −仕込原料が、反応器(R1)ついで反応器(R2)を次々に通
る第一期間、 −仕込原料が、専ら反応器(R2)を通る第二期間、 −仕込原料が、反応器(R2)ついで反応器(R1)を次々に通
る第三期間、および −仕込原料が、専ら反応器(R1)を通る第四期間。
【0032】交替反応器について実施されるサイクルの
数は、この装置の全体の操作サイクルの長さ、および反
応器(R1)および反応器(R2)の平均交換頻度による。
【0033】第一期間(この方法の工程(a) )の間に、
仕込原料は、管路(1) 、および開いたバルブ(31)を備え
ている管路(21)を経て、触媒固定床(A) が入っている交
替反応器(R1)の方へ導入される。この期間の間、バルブ
(32)(33)(35)は閉じている。反応器(R1)の流出物は、導
管(23)、開いたバルブ(34)を備える導管(26)、および導
管(22)を経て、触媒固定床(B) が入っている交替反応器
(R2)に送られる。反応器(R2)の流出物は、開いたバルブ
(36)を備えた導管(24)および導管(13)を経て、図5に示
されている主要HDM反応器(14)に送られる。
【0034】第二期間(この方法の工程(b) )の間、バ
ルブ(31)(33)(34)(35)は閉じており、仕込原料は、導管
(1) 、開いたバルブ(32)を備える導管(22)を経て、反応
器(R2)の方へ導入される。この期間の間、反応器(R2)の
流出物は、開いたバルブ(36)を備えた導管(24)、および
導管(13)を経て、図5に示されている主要HDM反応器
(14)に送られる。
【0035】第三期間(この方法の工程(c) )の間、バ
ルブ(31)(34)(36)は閉じており、バルブ(32)(33)(35)は
開いている。仕込原料は、導管(1) および導管(22)を経
て、反応器(R2)の方へ導入される。反応器(R2)の流出物
は、導管(24)、導管(27)および導管(21)を経て、交替反
応器(R1)に送られる。反応器(R1)の流出物は、導管(23)
および導管(13)を経て、図5に示されている主要HDM
反応器(14)に送られる。
【0036】第四期間(この方法の工程(d) )の間、バ
ルブ(32)(33)(34)(36)は閉じており、バルブ(31)(35)は
開いている。仕込原料は、導管(1) および導管(21)を経
て、反応器(R1)の方へ導入される。この期間の間、反応
器(R1)の流出物は、導管(23)および導管(13)を経て、図
5に示されている主要HDM反応器(14)に送られる。
【0037】図4Bに示されている例では、交替帯域が
3つの反応器を備えているが、ここでは、この方法は、
この好ましい実施態様において、各々連続する次の6つ
の期間を備えた一連のサイクルを含むものとする: −仕込原料が、反応器(R1)、ついで反応器(R2)、最後に
反応器(R3)を次々に通る第一期間、 −仕込原料が、反応器(R2)、ついで反応器(R3)を次々に
通る第二期間、 −仕込原料が、反応器(R2)、ついで反応器(R3)、最後に
反応器(R1)を次々に通る第三期間、 −仕込原料が、反応器(R3)、ついで反応器(R1)を次々に
通る第四期間、 −仕込原料が、反応器(R3)、ついで反応器(R1)、最後に
反応器(R2)を次々に通る第五期間、 −仕込原料が、反応器(R1)ついで反応器(R2)を次々に通
る第六期間。
【0038】この図4Bに図示された例では、この方法
は、図4Aと関連して記載されたものと同様に作動す
る。第一期間の間、バルブ(31)(34)(44)(48)は開いてお
り、バルブ(32)(33)(35)(36)(41)は閉じている。第二期
間の間、バルブ(32)(44)(48)は開いており、バルブ(31)
(33)(34)(35)(36)(41)は閉じている。第三期間の間、バ
ルブ(32)(33)(35)(44)は開いており、バルブ(31)(34)(3
6)(41)(48)は閉じている。第四期間の間、バルブ(33)(3
5)(41)は開いており、バルブ(31)(32)(34)(36)(44)(48)
は閉じている。第五工程の間、バルブ(33)(34)(36)(41)
は開いており、バルブ(31)(32)(35)(44)(48)は閉じてい
る。第六工程の間、バルブ(31)(34)(36)は開いており、
バルブ(32)(33)(35)(41)(44)(48)は閉じている。
【0039】有利な実施態様において、この装置は、調
節区域(30)を備える。これは図示されていないが、適切
な流通、加熱、冷却、および分離手段を備える。これら
は反応区域とは独立して作動し、これにより、導管およ
びバルブを用いて、最も上流の交替反応器の代わりに、
装置の運転中に、連結される直前に、交換の間、交替反
応器に入っている新品の触媒の調製操作、すなわち交換
中に交替反応器の予備加熱、これに入っている触媒の硫
化、交換に必要な圧力および温度条件にすることなどの
操作を実施することができる。この交替反応器の交換操
作が、適切なバルブの作用を用いて実施された時、この
同じ区域(30)によって、反応区域の取外し直後、交替反
応器に入っている使用済み触媒の調節操作を実施するこ
ともできよう。すなわち必要な条件での使用済み触媒の
洗浄およびストリッピング、ついでこの使用済み触媒の
取出し操作を行なう前に冷却、ついで新品の触媒との取
替えである。
【0040】好ましくは交替反応器の触媒は、水素化脱
金属反応器(14)(16)の触媒と同じである。
【0041】さらに好ましくは、これらの触媒は、本出
願人の特許EP-B-98764に記載された触媒である。これら
は、担体と、元素周期表第V、VIおよびVIII族の少なく
とも1つの、少なくとも1つの金属または金属化合物を
金属酸化物として計算して0.1 〜30重量%含み、各々複
数の針状小板からなる、並置された複数のアグロメレー
トの形態である。各アグロメレートの小板は、互いに対
して、およびアグロメレートの中心に対して一般に放射
状に向いている。
【0042】より詳しくは本特許出願は、アスファルテ
ン含量が高い、重質石油または石油の重質フラクション
を、輸送がより容易であるか、あるいは通常の精製方法
によって処理しうる、より軽質なフラクションに転換す
ることを目的とした、これらの処理に関する。
【0043】より詳しくは本発明は、標準沸点が520 ℃
以上の成分50%以上を含む、金属、硫黄およびアスファ
ルテンに富む、輸送できない粘性重質油を、標準沸点が
520℃以上の成分が例えば20重量%以下の低含量しかな
い、金属、硫黄およびアスファルテン含量が低い、容易
に輸送しうる安定な炭化水素物質に転換するという問題
を解決する。
【0044】本発明の改良方法によれば、仕込原料を交
替反応器の方へ送る前に、まずこれと水素とを混合し、
これを水素化ビスブレーキング条件に付す。
【0045】本発明のもう1つの改良方法によれば、脱
金属工程から出た流出物は、水素化脱硫条件下に作動す
る少なくとも2つの触媒床を通る。各床は反応器内に位
置しており、触媒床は、触媒が失活または目詰まりした
時に省いて近道される。
【0046】言葉を換えれば、HDS触媒床のうちの1
つが汚れた時、前記反応器を一時的に運転から外して、
少なくとも2つのHDS反応器を同時に利用できる。そ
の時、使用済み触媒が抜出され、新品の触媒と取替えら
れ、反応器が再び運転される。
【0047】本発明のもう1つの改良法によれば、最後
のHDS反応器を出た時に得られた流出物(図5の管路
(21))は、溶媒、例えば炭化水素溶媒によって、または
溶媒混合物によって、脱アスファルトに付される。最も
頻繁に用いられる炭化水素溶媒は、炭素原子数3〜7の
パラフィン系、オレフィン系またはシクラン系炭化水素
(または炭化水素混合物)である。この処理は一般的
に、規格AFNOR NF T60115 に従って、ヘプタンによって
沈澱されたアスファルテン0.05重量%以下を含む、脱ア
スファルト物質を得ることができる条件下に実施され
る。この脱アスファルトは、本出願人名の特許US-A-4,7
15,946に記載された手順に従って実施しうる。溶媒/仕
込原料の容積比は、最も多くの場合、約3:1 〜約4:1 で
あろう。全体の脱アスファルト操作をなす基本的な物理
化学操作(混合−沈澱、アスファルテン相のデカンテー
ション、アスファルテン相の洗浄−沈澱)は、最も多く
の場合は別々に行なわれるものとする。
【0048】通常、アスファルテン相の洗浄溶媒は、沈
澱に用いられるものと同じである。
【0049】脱アスファルトされる仕込原料と、脱アス
ファルト溶媒との間の混合は、最も多くの場合、熱交換
器の上流で実施される。この熱交換器は、混合物の温度
を、良好な沈澱および良好なデカンテーションを実施す
るのに必要な値に調節する。
【0050】仕込原料−溶媒混合物は、好ましくは熱交
換器の管内を通り、カレンダ側ではない。
【0051】混合−沈澱帯域内の仕込原料−溶媒混合物
の滞留時間は、一般に、約5秒(s)〜約5分(min) であ
り、好ましくは約20秒〜約20分である。
【0052】デカンテーション帯域内の混合物の滞留時
間は、通常、約4分〜約20分である。
【0053】洗浄帯域内の混合物の滞留時間は、一般に
約4分〜約20分にとどまる。
【0054】デカンテーション帯域内でも、洗浄帯域で
も、混合物の上昇速度は、最も多くの場合、1秒あたり
約1センチメートル以下(cm/s) 、好ましくは約0.5 cm
/s以下であろう。
【0055】洗浄帯域内で適用される温度は、最も多く
の場合、デカンテーション帯域で適用される温度より低
い。これら2つの帯域間の温度の差は、通常、約5℃〜
約50℃であろう。
【0056】洗浄帯域を出た混合物は、最も多くの場合
デカンタに、有利には、デカンテーション帯域の入口に
位置する熱交換器の上流に再循環される。
【0057】洗浄帯域で推奨される溶媒/アスファルテ
ン相比は、約0.5:1 〜約8:1 、好ましくは約1:1 〜約5:
1 である。
【0058】脱アスファルトは、2つの段階を含んでい
てもよいであろう。各段階は、沈澱、デカンテーショ
ン、および洗浄の3つの基本段階を含む。まさにこの例
では、第一段階の各段階で推奨される温度は、好ましく
は第二段階の各対応段階の温度よりも、平均して約10℃
〜約40℃低い。
【0059】用いられる溶媒はまた、フェノール、グリ
コールまたはC1 〜C6 アルコール型のものであっても
よい。しかしながら非常に有利には、炭素原子数4〜6
の、パラフィン系および/またはオレフィン系溶媒を用
いるものとする。
【0060】
【実施例】下記実施例は、本発明を例証するがその範囲
を限定するものではない。
【0061】[実施例1]実施例として、本出願人の欧
州特許EP-B-113297 の実施例1に従い、HDM反応器で
は「ウニ状」構造を有する、A型触媒、例えばA、A1、
A2、またはA3型の触媒を用いて、またHDS反応器では
触媒Bを用いて、最軽質留分が分離された原油型(B
E)重質フラクションまたは減圧残渣(RSV)を処理
する。
【0062】本発明によってもたらされる利点を比較す
るために、下記2つの型の方法を用いて、この仕込原料
の処理を示す: −方法I:第一HDM工程、ついで第二HDS工程を備
える、従来の固定床方法; −方法II:本発明に合致した方法。すなわち同様に、H
DM工程ついで固定床HDS工程を備えるが、HDM工
程は少なくとも1つの固定床HDM反応器においてなさ
れ、この反応器自体の前には2つのHDM交替反応器が
あり、これらの反応器は直列に配列され、前記手順に従
って用いられる。交替反応器においては、A型触媒例え
ば特許EP-B-113297 の実施例1に記載されているような
触媒を用いる。HDM帯域の反応器には、交替帯域で用
いられるものと同じA型触媒が入っており、HDS帯域
の反応器には、特許EP-B-113297 に記載された触媒Bが
入っている。
【0063】SAFANYIA RSV油の処理の場合、用いられる
HDM触媒は触媒A3であり、ATHABASCA BE油の処理の場
合、触媒A2を用いる。
【0064】上流の交替反応器の触媒が活性を失った、
および/またはもはや使用できなくなるほどコークスま
たは沈積物で目詰まりした時には、これの取外しを行な
い、もう1つの反応器が装置に連結され、仕込原料は、
このもう1つの反応器に直接入る。この交換は、装置を
停止せずに、すなわちこの装置の操作ファクターに影響
を与えずに行なわれる。本発明によればまた、その他の
反応器を金属から最大限に守るため、従ってこれらの操
作サイクルを最大限にするために、交替反応器の各々に
おけるVVHが選ばれた。交替反応器に選ばれるVVH
は、より容積の小さい交替反応器を用いるその他の固定
床方法とは逆に、主要HDMまたはHDS反応器の大き
さと実質的に同定度の大きさのこれらの反応器の容積と
なって現われる。
【0065】下記表1は、処理された仕込原料の主な特
徴を要約している。下記表2は、2つの異なる仕込原料
の場合、先行技術による方法に対して、本発明による方
法の比較要素を示す。得られた結果の分析は、本発明に
よる方法の利点を示している。本発明によって、従来の
固定床方法を用いて得られるものより高い操作ファクタ
ーを得ることができる。この利点は、金属により富む仕
込原料を処理すればするほど、それだけ一層顕著であ
る。約250 重量ppm の金属含量以上では、本発明による
方法によって、操作サイクルおよび高い操作ファクター
を維持することができるのに、従来の固定床処理を考え
るのはもはや現実的ではない。本発明による方法におい
て、最も上流の交替反応器の交換の際に回収される触媒
は、金属が非常に飽和している。このことによって、先
行技術の方法に対して、触媒の少ない消費が可能にな
る。従って最軽質留分が分離されたBOSCAN原油の水素化
処理の場合、触媒の重量消費は、先行技術による方法I
よりも、約10〜約50%、例えば約30%低いこともある。
これらの方法の比較のために、操作条件は、物質の安定
性と両立しうる最大の転換率を得るように固定された。
平均のHDMは95〜97%であった。全体のVVHは、2
つの場合に同じであった。
【0066】
【表1】
【表2】
【0067】[実施例2]このようにして、下記のよう
な仕込原料の本発明による処理について調べた。すなわ
ちこれらの仕込原料とは、その主な特徴が前記表1に挙
げられており、金属重量含量が204 ppm 〜1,330 ppm の
幅のあるものであり、その処理の難しさが様々なもので
ある。下記表3は、各々の場合に同一な連続操作サイク
ルの間、交替反応器の操作ファクターおよび使用率とし
て得られた結果を示す。
【0068】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の水素化処理方法を示すフローシートであ
る。
【図2】従来の水素化処理方法を示すフローシートであ
る。
【図3】本発明の水素化処理方法を示すフローシートで
ある。
【図4】図4A…本発明の水素化処理方法を示すフロー
シートである。図4B…本発明の水素化処理方法を示す
フローシートである。
【図5】本発明の水素化処理方法を示すフローシートで
ある。
【符号の説明】
(14)(16)…水素化脱金属反応器 (18)(20)…水素化脱硫反応器 (26)(27)(28)(29)…触媒固定床 (R1)(R2)(R3)…交替反応器 (A) (B) (C) …触媒固定床 (31)(32)(33)(34)(35)(41)(44)(48)…バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルセラン エスペヤック フランス国 ヴィロフレ リュ ガブリ エル ペリ 16 (56)参考文献 特開 昭48−51002(JP,A) 特開 昭52−62311(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10G 65/04 - 65/08 C10G 45/00 - 45/72 WPI(DIALOG)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アスファルテン、硫黄不純物、および金
    属不純物を含む重質炭化水素フラクションの少なくとも
    2工程における水素化処理方法であって、いわゆる第一
    水素化脱金属工程の間に、水素化脱金属条件下におい
    て、炭化水素仕込原料と水素とを、少なくとも1つの水
    素化脱金属触媒上に通過させ、ついで次の第二工程の間
    に、水素化脱硫条件下に、第一工程の流出物を、水素化
    脱金属触媒とは異なる少なくとも1つの水素化脱硫触媒
    上に通過させる方法において、水素化脱金属工程が、固
    定床の1つまたは複数の水素化脱金属帯域を備え、この
    帯域の前には、直列に配置された、これも固定床の少な
    くとも2つの水素化脱金属交替帯域(zone de garde) が
    あって、下記工程(b) および(c) の連続する繰返しから
    なる、サイクルとして用いられること、および、 下記工程: (a) 交替帯域が、これらのうちの1つの失活および/ま
    たは目詰まり時間に長くとも等しい時間の間、全部同時
    に用いられる工程、 (b) 失活した、および/または目詰まりした交替帯域
    が、省いて近道され、この帯域に入っている触媒が再生
    される、および/または新品の触媒と取替えられる工
    程、および (c) 先行工程の間に触媒が再生された交替帯域が再連結
    され、交替帯域が全部同時に用いられる工程であって、
    前記工程は、交替帯域の1つの失活および/または目詰
    まり時間に長くとも等しい時間の間続行される工程、 からなることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 工程(b) の間に触媒が再生された交替帯
    域は、工程(b) の間にこの帯域が省いて近道される前に
    なされていた連結と同じになるように再連結され、工程
    (c) の間、交替帯域は全部同時に用いられる、請求項1
    による方法。
  3. 【請求項3】 下記工程: (a) 交替帯域が、処理される仕込原料の全体の流通方向
    に対して、最も上流にある交替帯域の失活および/また
    は目詰まり時間に長くとも等しい時間の間、全部同時に
    用いられる工程、 (b) 仕込原料が、先行工程の間、最も上流にあった帯域
    のすぐ後ろに位置する交替帯域に直接入り、かつ先行工
    程の間、最も上流にあった交替帯域が省いて近道され、
    この帯域に入っている触媒が再生される、および/また
    は新品の触媒と取替えられる工程、および (c) 先行工程(b) の間に触媒が再生された交替帯域が、
    交替帯域全体の下流になるように再連結され、交替帯域
    が全部同時に用いられる工程であって、前記工程は、こ
    の工程の間、処理される仕込原料の全体の流通方向に対
    して最も上流にある交替帯域の、失活および/または目
    詰まり時間に長くとも等しい時間の間続行される工程、 からなる、請求項1による方法。
  4. 【請求項4】 前記交替帯域の反応器の各々が、1つま
    たは複数の水素化脱金属帯域の反応器の各々と、実質的
    に同じ容積を有する、請求項1〜3のうちの1つによる
    方法。
  5. 【請求項5】 作動中の交替帯域における全体の毎時空
    間速度(VVH)が、約0.1 〜約2である、請求項1〜
    4のうちの1つによる方法。
  6. 【請求項6】 VVHが、約0.2 〜約1である、請求項
    5による方法。
  7. 【請求項7】 交替帯域において用いられる触媒が、担
    体と、元素周期表第V、VIおよびVIII族の少なくとも1
    つの、少なくとも1つの金属または金属化合物を金属酸
    化物として計算して0.1 〜30重量%含み、好ましくは各
    々が複数の針状小板からなる、並置された複数のアグロ
    メレートの形態であり、各アグロメレートの小板が、互
    いに対して、およびアグロメレートの中心に対して一般
    に放射状に向いている、請求項1〜6のうちの1つによ
    る方法。
  8. 【請求項8】 装置の作動の停止を行なわずに、交替帯
    域の運転中の交換を可能にする調節区域を交替帯域に組
    合わせ、前記区域は、作動していない交替帯域に入って
    いる触媒を、圧力10〜50バールに制御するように調節さ
    れる、請求項1〜7のうちの1つによる方法。
  9. 【請求項9】 重質油、またはアスファルテンを含む重
    質油のフラクションからなる仕込原料を処理するため
    に、交替帯域に仕込原料を送る前に、仕込原料をまず水
    素と混合して水素化ビスブレーキング条件に付す、請求
    項1〜8のうちの1つによる方法。
  10. 【請求項10】 最後の水素化脱硫反応器の出口で得ら
    れた流出物を、溶媒または溶媒混合物によって、脱アス
    ファルトに付す、請求項1〜9のうちの1つによる方
    法。
  11. 【請求項11】 脱金属工程から出た流出物が、水素化
    脱流条件下に作動する少なくとも2つの触媒床を通り、
    各床は、反応器内に位置しており、触媒床は、触媒が失
    活または目詰まりした時に省いて近道される、請求項1
    〜10のうちの1つによる方法。
JP25518492A 1991-09-26 1992-09-25 炭化水素重質フラクションを精製し、これをより軽質なフラクションに転換するための、炭化水素重質フラクションの水素化処理方法 Expired - Lifetime JP3316596B2 (ja)

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