JP5706535B2 - １つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための装置および方法 - Google Patents

１つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための装置および方法 Download PDF

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Description

優先権に関する陳述
[0001]本出願は、２０１０年１２月１０日に出願された米国特許出願第１２／９６５，５９６号の優先権を主張するものであり、その内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
[0002]本発明は、一般に、１つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための装置および方法に関する。
[0003]多くの場合、１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料（ｆｅｅｄ）は、オレフィンのアルキル化生成物を生成するために処理される。一般的に、供給原料に含まれるＣ４炭化水素の量が多いほど、よりオクタン価の高いＣ８炭化水素の収率が増加し、よりオクタン価の低い１つまたは複数のＣ７−炭化水素の収率が減少するために、ガソリンブレンドの生成物の品質が向上する。しかし、顧客が、オレフィン規格を満たすようにガソリンの完全な水素化または部分的な水素化を要求することがあり、たとえばプロペンの反応およびそれに続く水素化により形成されたＣ７パラフィン、Ｃ９パラフィン、および／またはＣ１０パラフィンのオクタン価が不十分なことにより、オクタン価の著しい損失（ｐｅｎａｌｔｙ）が発生することがある。その結果、規格を満たさないオクタン価のガソリンが得られることがある。このオクタン価の低い生成物は、ガソリンブレンドにとって魅力的なものではなく、場合によっては許容できないことさえある。
[0004]さらに、供給原料は、除去を必要とする、許容できないレベルのニトリルまたはその他の塩基性有機窒素種を含むことがある。このようなニトリルまたは他の窒素種は、酸性オリゴマー化反応器触媒を不活性化し、触媒寿命を短縮することがある。したがって、オリゴマー化の前に供給原料から１つまたは複数のニトリルを除去するための機構を提供することが望まれている。
[0005]さらに、Ｃ３／Ｃ４が混合された供給原料を処理するユニットは、一般的に、より不良な品質の生成物を作製する。オリゴマー化されたＣ３由来の生成物は、分離が難しい場合があり、水素化から除外されないことがあり、これが後で生成物オクタンの劣化を招くことがある。
[0006]さらには、種々の炭化水素生成物を効率的に分離することにより、水素化処理装置などの下流ユニットにおける流れの処理を最小限にすることができる。したがって、機器を効率的に利用する方式では、これらの費用を最小限に抑え、ユニットの動作を改良することができる。その結果、一般に、高品質のオクタンガソリンを効率的かつ効果的に製造するガソリン製造装置を提供することが望まれている。
[0007]１つの例示的な実施形態は、１つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための方法とすることができる。この方法は、１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料を分離ゾーンに供給するステップと、Ｃ３オレフィンの少なくとも一部分を分離するステップと、Ｃ３オレフィンを、１つまたは複数のＣ９炭化水素を生成するための第１のオリゴマー化ゾーンに送るステップと、流出物の少なくとも一部分を第１のオリゴマー化ゾーンから分離ゾーンに戻すステップとを含むことができる。
[0008]別の例示的な実施形態は、１つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための方法であってよい。この方法は、１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料を分離ゾーンに供給するステップと、Ｃ３オレフィンの少なくとも一部分を分離するステップと、Ｃ３オレフィンを、１つまたは複数のＣ９炭化水素を生成するための第１のオリゴマー化ゾーンに送るステップと、流出物の少なくとも一部分を第１のオリゴマー化ゾーンから分離ゾーンに戻すステップと、１つまたは複数のＣ４オレフィンを含む流れを、酸触媒を含む第２のオリゴマー化ゾーンに送るステップとを含むことができる。
[0009]さらなる例示的な実施形態は、１つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための装置とすることができる。この装置は、Ｃ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料を受けるように適合された垂直分割型蒸留塔（ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｌｌ ｃｏｌｕｍｎ）と、この垂直分割型蒸留塔と連通して少なくとも１つの塔頂流を受けて流出物を垂直分割型蒸留塔に戻すように適合された第１のオリゴマー化ゾーンを含む精留再循環回路（ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄ ｒｅｃｙｃｌｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）と、垂直分割型蒸留塔からの１つまたは複数のＣ４オレフィンを含む流れの少なくとも一部分を受けるように適合された、固体リン酸またはスルホン酸イオン交換樹脂触媒を含む第２のオリゴマー化ゾーンと、この第２のオリゴマー化ゾーンからの流出物を受けるように適合された分離ゾーンと、この分離ゾーンからの流れの少なくとも一部分を受けるように適合された水素化処理ゾーンを含んでよい。
[0010]本明細書で開示される実施形態は、１つまたは複数のＣ３炭化水素を実質的に含む流れおよび１つまたは複数のＣ４炭化水素を実質的に含む流れを提供するための分離ゾーンを備えることができる。それぞれの流れは、１つまたは複数のＣ９炭化水素および／またはＣ１２炭化水素ならびに１つまたは複数のＣ８炭化水素および／またはＣ１２炭化水素、一般的にはオレフィン炭化水素をそれぞれ生成するためのそれぞれのオリゴマー化ゾーンによって処理することができる。このようにして、Ｃ４炭化水素は、分離および処理されて、たとえばアルキル化ガソリンまたは以降の処理に利用可能なＣ８炭化水素およびＣ１２炭化水素を生成することができる。さらに、本明細書で開示される実施形態は、少なくともオリゴマー化ゾーンから生成された１つまたは複数のＣ９炭化水素および１つまたは複数のＣ１２炭化水素を受ける分離ゾーンを備えることができる。望ましくは、分離ゾーンは、種々の炭化水素を、以降の再循環のためのより短鎖の炭化水素、より高品質のアルキレートを生成するためのＣ８炭化水素、および以降の処理のためのＣ１２炭化水素に効率的に分離できる垂直分割型蒸留塔を含む。さらに、Ｃ９オリゴマー生成物は、分離されて、Ｃ８を豊富に含むアルキレートから分離されて利用することができる。
[0011]加えて、水洗容器を使用して、下流のオリゴマー化ゾーンに影響を及ぼしうるニトリルまたはその他の塩基性窒素化合物を除去することが望ましい。さらには、本明細書で開示される実施形態は、分離ゾーンから供給原料を受けるオリゴマー化ゾーンを備えることができる。望ましくは、分離ゾーンは蒸留塔である。その結果、オリゴマー化ゾーンは、塔頂流中のより短鎖の炭化水素を処理し、より長鎖の炭化水素反応生成物を蒸留塔に戻すことができる。次に、蒸留塔は、オリゴマー化された生成物を分離して、それを以降の下流の処理に提供することができる。望ましくは、垂直分割型蒸留塔は、装置の運転費を効率的かつ効果的に削減するために利用される。したがって、本明細書で開示される実施形態は、１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料を分離および処理するための効率的な装置を提供することができる。
定義
[0012]本明細書で使用するとき、「流れ、流（ｓｔｒｅａｍ）」という用語は、直鎖、分岐状、または環状のアルカン、アルケン、アルカジエン、およびアルキンなどの種々の炭化水素分子、さらに任意選択で気体たとえば水素などのその他の物質、または重金属などの不純物、ならびに硫黄化合物および窒素化合物を含むことができる。流れは、芳香族炭化水素および非芳香族炭化水素も含むことができる。さらに、炭化水素分子は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３．．．Ｃｎと略してよく、ここで「ｎ」は、１つまたは複数の炭化水素分子中の炭素原子の数を表す。そのうえ、上付き文字「＋」または「−」は、略された１つまたは複数の炭化水素表記と共に使用してよく、たとえばＣ３＋またはＣ３−とすることができる。これは、略された１つまたは複数の炭化水素を包含する。一例として、「Ｃ３＋」という略記は、３つの炭素原子および４つ以上の炭素原子からなる１つまたは複数の炭化水素分子を意味する。
[0013]本明細書で使用するとき、「ゾーン」という用語は、１つまたは複数の機器各部および／または１つまたは複数のサブゾーンを含む領域を指すことができる。機器各部は、１つまたは複数の反応器または反応器容器、加熱器、交換器、パイプ、ポンプ、圧縮器、および制御器を含むことができる。加えて、反応器、乾燥器、または容器などの機器各部は、１つまたは複数のゾーンまたはサブゾーンをさらに含むことができる。
[0014]本明細書で使用するとき、「豊富」という用語は、流れの中の化合物または化合物のクラスの少なくとも一般に３０重量％、好ましくは５０重量％、最適には７０重量％の量を意味することができる。
[0015]本明細書で使用するとき、「実質的に」という用語は、流れの中の化合物または化合物のクラスの少なくとも一般に８０重量％、好ましくは９０重量％、最適には９９重量％の量を意味することができる。
[0016]本明細書で使用するとき、「精留再循環回路」という用語は、塔（ｃｏｌｕｍｎ）、一般的には蒸留塔から取り出されて少なくとも１つの反応ゾーンを通過する、少なくとも１つの流れ、一般的には塔頂流を含むことができ、反応ゾーン流出物の少なくとも一部分は塔に戻される。
[0017]本明細書で使用するとき、「塔頂流」という用語は、塔、一般的には蒸留塔の頂部またはその近くで取り出される流れを意味することができる。
[0018]本明細書で使用するとき、「塔底流」という用語は、塔、一般的には蒸留塔の底部またはその近くで取り出される流れを意味することができる。
[0019]本明細書で使用するとき、「パラフィン」および「アルカン」という用語は、同義で使用することがある。
[0020]本明細書で使用するとき、「オレフィン」および「アルケン」という用語は、同義で使用することがある。
[0021]本明細書で使用するとき、「イソオクタン」という用語は、２，２，４−トリメチルペンタンを指すことがある。
[0022]本明細書で使用するとき、「イソオクテン」という用語は、トリメチルペンテンの異性体の混合物を指すことがある。
[0023]本明細書で使用するとき、「蒸気」という用語は、１つまたは複数の炭化水素を含むまたはこれからなり、液相、気相、および／または固相を有することができる気体または分散系を意味することができる。
[0024]本明細書で使用するとき、たとえば、「部」、「部分」、「供給原料」、「流出物」、「生成物」、「流れ」、および「ライン」という用語は、図面のプロセスフローのラインを参照するとき、同義で使用することがある。
[0025]１つの例示的な装置の概略図である。 [0026]別の例示的な装置の概略図である。 [0027]さらなる例示的な装置の概略図である。 [0028]さらに別の例示的な装置の概略図である。
[0029]図１を参照すると、ガソリン製品を製造するための１つの例示的な装置１０が示されており、例示的な装置１０は、水洗ゾーン３０と、第１の分離ゾーン４０と、第１のオリゴマー化ゾーン１００、好ましくはＣ３オリゴマー化ゾーンと、第２のオリゴマー化ゾーン１２０、好ましくはＣ４オリゴマー化ゾーンと、第２の分離ゾーン１３０と、第３のオリゴマー化ゾーン１６０と、水素化処理ゾーン１７０とを含むことができる。
[0030]水洗ゾーン３０は、第１の分離ゾーン４０の上流であってよく、１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料２０を受けることが可能な容器を含むことができる。一般的に、供給原料２０は、少なくとも９０重量％、好ましくは９９重量％の１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含むことができる。水洗ゾーン３０は、洗浄流３２、一般的には水を受け、入ってくる供給原料２０を洗浄して、下流のオリゴマー化ゾーンに対する影響を最小限にするのに有効なレベルまで１つまたは複数のニトリル化合物および／または他の塩基性有機窒素種を除去することができる。洗浄廃液３６は、ほとんど洗浄容器の底部で水洗ゾーン３０を出ることができ、洗浄後の供給原料３４は、水洗ゾーン３０を出て、第１の分離ゾーン４０に進むことができる。
[0031]第１の分離ゾーン４０は、蒸留塔５０などの任意の適切な分離デバイスを含むことができる。蒸留塔５０は、Ｃ３炭化水素とＣ４炭化水素の分割を行うことができる。一般に、Ｃ３炭化水素およびＣ４炭化水素は、オレフィンの大部分を含む。還流流および再沸騰流は示されていないが、このような蒸留塔５０は、一般的に、これらの流れならびに受け器（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）およびリボイラーなどの関連機器を含むことを理解されたい。オリゴマー化に有効な量の、プロペンなどのＣ３オレフィンを含む第１の流れすなわち塔頂流５２は、以下で説明する再循環流１８４の一部分１８８と合流することができる。一般的には、第１の流れ５２は、第１の流れ５２の重量に基づく１０〜９０重量％のＣ３オレフィンを含むことができる。第１の流れ５２は、乾燥ゾーン４６を通過し、一部分１８８と合流する前に流れ５２中の水分を減少させて、第１のオリゴマー化ゾーン１００のための合流後の供給原料（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｆｅｅｄ）１０２を形成することができる。あるいは、乾燥ゾーン４６は、省略してもよいし、合流後の供給原料１０２を乾燥させるために下流に配置してもよい。
[0032]第１のオリゴマー化ゾーン１００は、プロペンをＣ６オレフィン、Ｃ９オレフィン、およびＣ１２オレフィンなどのより長鎖のオレフィンにオリゴマー化することが可能な任意の適切な反応ゾーンとすることができる。第１のオリゴマー化ゾーン１００は、Ｃ３オリゴマー化ゾーン１００と呼ばれることがあるが、他のオレフィンもオリゴマー化できることを理解されたい。第１のオリゴマー化ゾーン１００は、オリゴマー化反応を実行するための反応器を含むことができる。この反応器は、たとえば、ＵＳ７，６０１，３０９およびＵＳ２００９／０２２１８６２Ａ１に開示されているように、任意の適切な触媒、一般的にはゼオライトまたは固体リン酸およびスルホン酸イオン交換樹脂触媒のうちの少なくとも１つなどの酸触媒を含むことができる。一般的には、第１のオリゴマー化ゾーン１００は、７０〜３００℃、さらには７０〜１５０℃の温度にて、１，２００〜８，３７５ｋＰａの圧力で動作することができる。反応は、気相などの蒸気相または液相であってよい。一般的には、第１のオリゴマー化ゾーン１００は、合流後の供給原料１０２中のオリゴマーに変換された１つまたは複数のオレフィンの重量に基づく、５０〜５５重量％のＣ９オレフィンの選択性および２５〜３０重量％のＣ１２オレフィンの選択性を有することができる。流出物１０４は、第１の流出物であってよく、第２の分離ゾーン１３０に供給することができる。一般に、流出物１０４は、１つまたは複数のＣ９オレフィンを含むことができる。例示的なオリゴマー化ゾーンは、たとえば、ＵＳ７，６０１，３０９およびＵＳ２００９／０２２１８６２Ａ１に開示されている。
[0033]第２の流れすなわち塔底流５４は、以下で説明する再循環流１８４の一部分１８６と合流して、第２のオリゴマー化ゾーン１２０のための合流後の供給原料１２２を形成することができる。一般に、Ｃ３炭化水素およびＣ４炭化水素の回収物を分割することによって、水を塔頂流５２に分離することができる。その結果、塔底流５４は、実質的に水分を含まないことが可能であり、これは、第２のオリゴマー化ゾーン１２０内の触媒に有益であることがある。通常、第２のオリゴマー化ゾーン１２０は、オリゴマー化反応を実行するための反応器を含む。この反応器は、たとえばＵＳ７，６０１，３０９およびＵＳ２００９／０２２１８６２Ａ１に開示されているように、任意の適切な触媒、一般的にはゼオライトまたは固体リン酸およびスルホン酸イオン交換樹脂触媒のうちの少なくとも１つなどの酸触媒を含むことができる。一般的には、第２のオリゴマー化ゾーン１２０は、７０〜３００℃、さらには７０〜１５０℃の温度にて、１，２００〜８，３７５ｋＰａの圧力、好ましくは反応を液相で維持できる圧力で動作する。一般に、第２の流れ５４は、第２の流れ５４の重量に基づく１０〜９０重量％の１つまたは複数のＣ４オレフィンなど、オリゴマー化に有効な量の１つまたは複数のＣ４オレフィンを含むことができる。例示的なオリゴマー化ゾーンは、たとえば、ＵＳ７，６０１，３０９およびＵＳ２００９／０２２１８６２Ａ１に開示されている。
[0034]第２のオリゴマー化ゾーン１２０は、Ｃ４オレフィンを１つまたは複数のＣ８炭化水素およびＣ１２炭化水素、通常Ｃ８オレフィンおよびＣ１２オレフィンに変換することができる。条件は、合流後の供給原料１２２中の９７重量％のイソブテンおよび６０重量％のノルマルブテンが生成物オレフィンに変換でき、合流後の供給原料１２２中のオリゴマーに変換された１つまたは複数のオレフィンの重量に基づく少なくとも９０重量％のＣ８オレフィンおよび１０重量％以下のＣ１２オレフィンの生成物オレフィン選択性を有するように調整することができる。第２のオリゴマー化ゾーン１２０からの流出物１２４は、第２の分離ゾーン１３０に供給することができる。
[0035]第２の分離ゾーン１３０は、流出物１０４および１２４を受けることができる。一般的には、第２の分離ゾーン１３０は、下半分１５４に少なくとも部分的に備えられた隔壁１５８を含む垂直分割型蒸留塔１４０を含むことができる。例示的な垂直分割型蒸留塔は、たとえば、ＵＳ６，９２７，３１４Ｂ１およびＵＳ７，６０１，３０９Ｂ２に開示されている。一般に、垂直分割型蒸留塔１４０は、複数の流出物１０４および１２４の少なくとも一部分を、垂直分割型蒸留塔１４０の両側で受けることができる。流出物１０４および１２４は、垂直分割型蒸留塔１４０の両側に供給されて、Ｃ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む第１の流れすなわち塔頂流１４２、１つまたは複数のＣ８〜Ｃ１２炭化水素を含む第２の流れすなわち第１の塔底流１５０、ならびに１つまたは複数のＣ９〜Ｃ１２炭化水素を含む第３の流れすなわち第２の塔底流１５２を生成することができる。一般に、垂直分割型蒸留塔１４０は、垂直分割型蒸留塔１４０の頂部および底部でのＣ５−炭化水素とＣ６＋炭化水素の分離を可能にする任意の適切な条件で動作することができる。塔頂流１４２は、任意の適切な下流のプロセスに供給できるラフィネート流１４４と第３のオリゴマー化ゾーン１６０に提供できる供給原料１６２に分割することができ、第３のオリゴマー化ゾーン１６０は反応器を含むことができる。このオリゴマー化反応器は、Ｃ３炭化水素およびＣ４炭化水素を１つまたは複数のＣ６＋炭化水素にオリゴマー化するための任意の適切な条件で動作でき、任意の適切な触媒を含むことができ、たとえば第１のオリゴマー化ゾーン１００および第２のオリゴマー化ゾーン１２０と類似した条件で動作してよい。第３のオリゴマー化ゾーン１６０からの流出物１６４は、Ｃ３パラフィンおよびＣ４パラフィンからのオリゴマー生成物と未変換のＣ３オレフィンおよびＣ４オレフィンを分離するために、第２の分離ゾーン１３０に戻ることができる。
[0036]第２の分離ゾーン１３０からの第２の流れ１５０は、水素流１７２からの水素と合流して、水素化処理ゾーン１７０のための合流後の供給原料１７８に含めることができる。通常、水素化処理ゾーン１７０における条件は、アルケンを飽和させ、このアルケンを実質的にアルカンに変換するのに十分な、たとえば温度および圧力である。１つの例示的な触媒はパラジウムなどの貴金属とすることができ、水素化触媒は、２０〜１５０℃の温度にて２，０００〜３，５００ｋＰａの圧力で動作する。例示的な水素化処理ゾーンは、たとえば、ＵＳ６，１０７，５２６に開示されている。したがって、流出物すなわち生成物流（ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｔｒｅａｍ）１８０は、０．１重量％未満のアルケン、好ましくは０．０１重量％未満のアルケンを含むことができる。
[0037]任意選択で、１つまたは複数のＣ６〜Ｃ１２炭化水素を含む供給原料流１７６は、弁１７４を操作することによって、第３の流れ１５２またはその一部分から供給することができる。任意選択で第３の流れ１５２の一部分を含む合流後の供給原料１７８は、水素化処理ゾーン１７０に供給されてオレフィンをパラフィンに変換することができる。流出物１８０は、少なくとも再循環流１８４に含まれることができ、再循環流１８４は、第２のオリゴマー化ゾーン１２０に供給される一部分１８６および第１のオリゴマー化ゾーン１００に供給される一部分１８８を有することができる。任意選択で、流出物の別の部分は、水素化処理ゾーン１７０の入口に再循環されて、発熱反応の温度上昇を制御することができる。分割された流れ１９０は、第３の流れ１５２からの、１つまたは複数のＣ９〜Ｃ１２炭化水素、好ましくはオレフィン炭化水素を有する生成物流１９２と合流し、合流後の生成物流１９４を形成することができる。
[0038]図２を参照すると、ガソリン製品を製造するための別の例示的な装置２００が示されており、例示的な装置２００は、水洗ゾーン３０と、第１の分離ゾーン４０と、第１のオリゴマー化ゾーン１００と、第２のオリゴマー化ゾーン１２０と、第２の分離ゾーン１３０と、水素化処理ゾーン１７０と、第３の分離ゾーン２６０とを含むことができる。一般に、精留再循環回路６０は第１の分離ゾーン４０と第１のオリゴマー化ゾーン１００とを含むことができ、精留再循環回路２８０は第２の分離ゾーン１３０と第２のオリゴマー化ゾーン１２０とを含むことができる。
[0039]一般に、装置１０に関して上記で説明したように、供給原料２０は、水洗ゾーン３０に供給されて、洗浄後の供給原料３４を形成することができ、ひいては第１の分離ゾーン４０に供給することができる。この例示的な実施形態では、第１の分離ゾーン４０は、垂直分割型蒸留塔７０を含むことができる。一般に、垂直分割型蒸留塔７０は、垂直分割型蒸留塔７０の上半分９２に少なくとも部分的に配置できる隔壁９４を含むことができる。例示的な垂直分割型蒸留塔は、たとえば、ＵＳ６，９２７，３１４Ｂ１およびＵＳ７，６０１，３０９Ｂ２に開示されている。垂直分割型蒸留塔７０は、第１の流れ７２の重量に基づく少なくとも一般に４０重量％のプロペンを含む第１の流れすなわち塔頂流７２を供給することができる。さらに、垂直分割型蒸留塔７０は、第２の流れすなわち第２の塔頂流７４の重量に基づく１０重量％以下のプロペンの第２の流れ７４も供給することができる。一般的には、第１の流れ７２は、第１のオリゴマー化ゾーン１００への合流後の供給原料１０２に含まれることができる。第２の流れ７４は、プロペンの減少した生成物流８６を提供することができ、別の一部分７６はさらにもう一度分割される。特に、一部分７６は分割されてクエンチ流８０になることができ、クエンチ流８０は、第１のクエンチ部分８２および第２のクエンチ部分８４に分割することができるが、任意の数のクエンチ流を使用してよい。一部分７６は残留流７８も提供することができ、残留流７８は、第１の流れ７２と合流して第１のオリゴマー化ゾーン１００への合流後の供給原料１０２を形成してもよい。第１のオリゴマー化ゾーン１００は、上記で説明したものと類似して、流出物１０４を提供することができ、流出物１０４は、垂直分割型蒸留塔７０への再循環としての役割を果たすことがある。垂直分割型蒸留塔７０からの１つまたは複数のＣ４＋炭化水素を含む、特に１つまたは複数のＣ９オレフィンおよびＣ１２オレフィンを含む、塔底流９０を、第２の分離ゾーン１３０に供給することができる。
[0040]第２の分離ゾーン１３０は、垂直分割型蒸留塔１４０を含むことができ、垂直分割型蒸留塔１４０は、垂直分割型蒸留塔１４０の上半分１５６に少なくとも部分的に配置された隔壁１５８を含んでよい。垂直分割型蒸留塔１４０は、１つまたは複数のＣ４炭化水素を含む第１の流れすなわち塔頂流１４２を提供することができる。さらに、垂直分割型蒸留塔１４０は、１つまたは複数のＣ４炭化水素を含む第２の塔頂流１４８も提供することができる。
[0041]塔頂流１４２は、以下で説明する第２の再循環部分２７８と合流することができる。図１の装置１０に関して上記で説明したように、合流後の供給原料１２２は第２のオリゴマー化ゾーン１２０に供給することができ、第２のオリゴマー化ゾーン１２０は流出物１２４を提供することができる。流出物１２４は、垂直分割型蒸留塔１４０の少なくとも１つの側への再循環の役割を果たし、垂直分割型蒸留塔１４０の少なくとも１つの側で受けられることが可能である。塔底流２３０は１つまたは複数のＣ８オレフィン、Ｃ９オレフィン、および／またはＣ１２オレフィンを含むことができ、任意選択で、生成物流２３４を取り出すことができる。さらには、残留物は、以下で説明する第１の再循環部分２７６、ならびに水素流１７２からの水素、一般的にはメイクアップ水素、および以下で説明するリサイクル水素流２４８と合流して、合流後の供給原料１７８を形成することができる。合流後の供給原料１７８は、装置１０に関して上記で説明したように、水素化処理ゾーン１７０に供給されて、水素化処理された流出物１８０を提供することができる。
[0042]１つまたは複数のＣ８パラフィン、Ｃ９パラフィン、およびＣ１２パラフィンを含む流出物１８０は、リサイクル水素流２４８を提供できる生成物分離器２４０に供給可能であり、生成物分離器２４０からの塔底液体流２５０は第３の分離ゾーン２６０に供給される。リサイクル水素流２４８は、一般的には、圧縮器２４４に送られて、合流後の供給原料１７８に流れるようにするのに十分なほど圧力を増加させることができる。
[0043]第３の分離ゾーン２６０は蒸留塔２６４を含むことができ、蒸留塔２６４は、水素、硫化水素、および１つまたは複数のＣ１〜Ｃ４炭化水素を含む塔頂流２６６ならびに１つまたは複数のＣ１２オリゴマーおよびＣ１６オリゴマーを含む塔底流２６８を提供するための任意の適切な圧力および温度で動作する。蒸留塔２６４からの側留（ｓｉｄｅ−ｓｔｒｅａｍ）２７０は、１つまたは複数のＣ８炭化水素、Ｃ９炭化水素、および／またはＣ１２炭化水素、通常イソ炭化水素を含む生成物流２７２を提供することができる。この生成物流２７２は、ガソリンブレンドプールに供給することができる。第１の再循環部分２７６および第２の再循環部分２７８を含む再循環流２７４は、側留２７０から分割され、それぞれ第２のオリゴマー化ゾーン１２０および水素化処理ゾーン１７０に供給されることができる。
[0044]図３を参照すると、ガソリン製品を製造するための装置３００のさらなる例示的な実施形態が示されている。装置３００は、水洗ゾーン３０と、精留再循環回路６０と、第１の分離ゾーン４０と、第１のオリゴマー化ゾーン１００と、第２のオリゴマー化ゾーン１２０と、第２の分離ゾーン１３０と、水素化処理ゾーン１７０と、第３の分離ゾーン２６０とを含むことができる。
[0045]この例示的な装置では、水洗ゾーン３０、および第１の分離ゾーン４０と第１のオリゴマー化ゾーン１００とを含む精留再循環回路６０は、装置２００に関して上記で説明したものと実質的に同じとすることができる。しかし、塔底流９０を生成することに加えて、１つまたは複数のＣ４オレフィンを含む側留３０８を垂直分割型蒸留塔７０から引くことができる。この例では、塔底流９０は、Ｃ９イソオレフィンおよび／またはＣ１２イソオレフィンなどの１つまたは複数のＣ６＋炭化水素を含むことができる。特に、第１のオリゴマー化ゾーン１００からの流出物１０４中のオリゴマー化されたプロペン生成物、すなわちＣ９オレフィンおよびＣ１２オレフィンは、垂直分割型蒸留塔７０に再循環することができる。垂直分割型蒸留塔７０では、Ｃ９オレフィンおよびＣ１２オレフィンは、塔底流９０を介して取り出され、その他のプロセスまたはガソリンプールへのブレンドに使用されてもよい。任意選択で、塔底流９０の一部は、オレフィン炭化水素などの１つまたは複数のＣ１２＋炭化水素を除去するために第３の分離ゾーン２６０に送られてよい。
[0046]側留３０８は、合流後の供給原料１２２の一部分３１０として第２のオリゴマー化ゾーン１２０に供給することができる。特に、以下で説明する塔頂流３１４の一部３２４は、任意選択で、弁３２２が開いている場合はこれを通過して、側留３０８と合流することができる。流れ３０８および３２４は、以下で説明する塔底液体流２５０の一部３３０と合流して、合流後の供給原料１２２に含めることができる。流出物１２４は、第２の分離ゾーン１３０に供給することができる。
[0047]流出物１２４は、オリゴマー化されたＣ４オレフィン、一般的にはＣ８炭化水素およびＣ１２炭化水素を含むことができる。流出物１２４は、次に、第２の分離ゾーン１３０に供給することができる。第２の分離ゾーン１３０は、塔頂流３１４を提供する蒸留塔１３６を含むことができ、塔頂流３１４は、ユニットから出て他のプロセスで流れ３２８として使用できるＣ４−炭化水素を含むことができる。任意選択で、この流れの一部分は、一部３２４として側留３０８と合流することができる。Ｃ８＋炭化水素、一般的には１つまたは複数のＣ８炭化水素およびＣ１２炭化水素を含む第２の流れすなわち塔底流３１８は、水素流１７２からの水素および以下で説明する別の部分３３６と合流して、水素化処理ゾーン１７０への合流後の供給原料１７８を形成することができる。水素化処理ゾーン１７０は、オレフィンを飽和させて、生成物分離器２４０に供給できる流出物１８０としてパラフィン生成物を提供することができる。過剰な水素ガスは、生成物分離器２４０を出て、水素、水、硫化水素、および１つまたは複数のＣ１〜Ｃ４炭化水素を含むパージ流３３８として排出し、別の部分３３６は、再循環して塔底流３１８と圧縮器２４４を介して合流することができる。生成物分離器２４０からの塔底液体流２５０は、分割して、１つまたは複数のＣ８イソ炭化水素および／またはＣ１２イソ炭化水素などの１つまたは複数のＣ８＋炭化水素を含む生成物流３３４になることができ、生成物流３３４は、下流の処理のために、またはガソリンブレンドプールで使用するために送ることが可能である。具体的には、より重いイソパラフィンすなわちＣ１２＋炭化水素は、後続の下流における精留（ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ）でＣ８炭化水素およびＣ９炭化水素から分離することができる。塔底液体流２５０の一部３３０も再循環して、第２のオリゴマー化ゾーン１２０のための合流後の供給原料１２２に含めることができる。
[0048]任意選択で、弁２５６を開いて、塔底流３１８の少なくとも一部分を、流れ２５８として第３の分離ゾーン２６０に供給することができる。上記で説明した第３の分離ゾーン２６０は、蒸留塔２６４を含むことができる。任意選択で、この蒸留塔２６４は、Ｃ８およびＣ９のオレフィンおよびパラフィンを豊富に含みＣ１２＋炭化水素の減少した塔頂流２６６を、Ｃ１２＋炭化水素を豊富に含む塔底流２６８から分離するために使用することができる。特に、塔頂流２６６は、イソオクタン、イソオクテン、および／またはＣ９炭化水素を含むことができるが、塔底流２６８は、Ｃ１２炭化水素を豊富に含むＣ８＋炭化水素を提供することができる。したがって、第３の分離ゾーン２６０は、ガソリンブレンドプールに適した生成物すなわちＣ８炭化水素およびＣ９炭化水素を、より重い炭化水素、すなわちガソリンブレンド成分としてあまり望ましくないＣ１２炭化水素から分離することができる。
[0049]図４を参照すると、ガソリン製品を製造するためのさらに別の例示的な装置４００が示されている。この例示的な装置４００は、以下で説明する２つの異なるモードで動作することができる。一般に、装置４００は、水洗ゾーン３０と、第１の分離ゾーン４０と、第１のオリゴマー化ゾーン１００を含む精留再循環回路６０と、第２のオリゴマー化ゾーン１２０と、第２の分離ゾーン１３０と、水素化処理ゾーン１７０とを含むことができる。
[0050]水洗ゾーン３０、第１の分離ゾーン４０、および精留再循環回路６０は、図３の装置３００に関して上記で説明したものと実質的に同じとすることができるが、ただし、第１の流れすなわち塔頂流７２が、上記で説明した乾燥ゾーン４６を通過できることは除く。一般に、第１のオリゴマー化ゾーン１００からの流出物１０４は、以下で説明する流れ４３０を再循環した結果となる合流後の供給原料１０２中のオリゴマーに変換された１つまたは複数のオレフィンの重量に基づく６０〜７５重量％のＣ９オレフィンおよび１０〜１５重量％のＣ１２オレフィンの選択性を有することができる。それ以外の点では、ゾーン３０、４０、および１００は、上記で説明したものとほぼ同じように動作することができる。側留３０８は、第１の分離ゾーン４０から取り出され、任意選択で第２の分離ゾーン１３０からの第１の流れすなわち塔頂流３１４の一部３２４と合流して、上記で説明した第２のオリゴマー化ゾーン１２０のための合流後の供給原料１２２に含めることができる。合流後の供給原料１２２は、上記で説明した塔底液体流２５０の一部３３０も含んでよい。合流後の供給原料１２２は、第２のオリゴマー化ゾーン１２０に供給されて、１つまたは複数のＣ８炭化水素およびＣ１２炭化水素を提供することができる。流出物１２４は、第２の分離ゾーン１３０に供給されることができる。
[0051]第１の分離ゾーン４０からの塔底流９０は、弁４２４を閉じた状態で生成物として回収することができ、Ｃ９イソオレフィンおよびＣ１２イソオレフィンなどの１つまたは複数のＣ６＋炭化水素を含むことができる。あるいは、さらなる処理のために、弁４２４は開くことができ、塔底流９０の一部またはすべてを含む流れ４２０を第２の分離ゾーン１３０に供給することができる。第２の分離ゾーン１３０は、第１の蒸留塔とすることができる蒸留塔１３６と、第２の蒸留塔とすることができる蒸留塔４１０とを含むことができる。
[0052]蒸留塔１３６は塔頂流３１４を提供することができ、塔頂流３１４は、１つまたは複数のＣ４炭化水素を含む生成物流３２８として提供することができる。さらに、弁３２２は、少なくともこの塔頂流３１４の一部３２４を、第２のオリゴマー化ゾーン１２０によるさらなる処理のために側留３０８と合流する再循環として提供するために開くことができる。
[0053]任意選択で第１の分離ゾーン４０の塔底流９０の一部を含む塔底流３１８は、蒸留塔４１０に供給することができる。蒸留塔４１０は、１つまたは複数のイソオレフィンすなわちＣ８イソオレフィンおよびＣ１２イソオレフィンならびに１つまたは複数のＣ８イソパラフィンおよびＣ１２イソパラフィンを含む塔頂流４１２を提供することができる。一般的には、この材料は、ブレンドプールに供給することができ、この材料を第２の分離ゾーン１３０から除去することによって水素化処理ゾーン１７０の大きさを縮小することができる。
[0054]塔底流４１４は、第２の分離ゾーン１３０から除去することができ、任意選択で、以下で説明する流れ１７２および３３６の両方から水素を受け取ることが可能な流れ４２８と共に、合流後の供給原料１７８を構成する。特に、合流後の供給原料１７８は、水素化処理ゾーン１７０に供給され、流出物１８０として除去し生成物分離器２４０に供給できるパラフィン生成物を提供することができる。一般的には、１つまたは複数のＣ１〜Ｃ４炭化水素、ならびに水、水素、および硫化水素は、パージ流３３８として除去し、残留物は圧縮器２４４を通過することができる。水素を実質的に含む流れ３３６は、メイクアップ水素流１７２と合流し、水素化処理ゾーン１７０への合流後の供給原料１７８として入る炭化水素を含むことができる。
[0055]生成物分離器２４０は塔底液体流２５０も提供してよく、塔底液体流２５０は流れ４１６および４１８に分割することができる。任意選択で、流れ４１６は、１つまたは複数のＣ１２イソパラフィンおよびＣ１６イソパラフィンを有する生成物流を提供し、一部３３０は第２のオリゴマー化ゾーン１２０に再循環することができる。流れ４１８は、弁４３２および弁４３６を、弁４３４を閉じた状態で、再循環流４２８として通過し、第２の分離ゾーン１３０の塔底流４１４と合流することができる。これらの合流した流れ４２８および４１４は、水素を添加した後で次に、上記で説明した水素化処理ゾーン１７０に供給することができる。あるいは、流れ４１８の一部分は、弁４３２を、さらに弁４３４も通過して、精留再循環回路６０の第１の流れ７２と合流することにより第１のオリゴマー化ゾーン１００に再循環される流れ４３０を形成することができる。したがって、流れ４１８は、流れ４２８および４３０に分割することができる。通常、流れ４１８は、Ｃ１２イソ炭化水素およびＣ１６イソ炭化水素ならびにＣ１２オレフィンイソ炭化水素およびＣ１６オレフィンイソ炭化水素などの１つまたは複数のパラフィン化合物を主に含むことができる。
[0056]装置４００のこの例示的な実施形態では、蒸留塔４１０を備えることによって、より軽い炭化水素を水素化の前に分離し、したがって水素化処理ゾーン１７０ならびに再循環ガス圧縮器および蒸留塔などの関連機器の動作要件（ｄｕｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）を緩和することができる。弁４２４を開くことによって、さらなる柔軟性が得られ、追加のパラフィン材料を水素化処理ゾーン１７０におけるその後の水素化の後で提供し、塔底流９０を介した装置４００からの水素化された生成物の損失を補うことができる。任意選択で、触媒寿命を向上させるために、第１のオリゴマー化ゾーン１００は液相で実行されてもよい。したがって、Ｃ１２イソパラフィン溶媒は、第１のオリゴマー化ゾーン１００に再循環することができる。
[0057]一般に、本明細書で開示される実施形態では、Ｃ３炭化水素およびＣ４炭化水素の分離処理によって、Ｃ８オレフィン炭化水素、Ｃ９オレフィン炭化水素、Ｃ１２オレフィン炭化水素、およびＣ１６オレフィン炭化水素を生成することが可能であり、これらの炭化水素は、その後で分離して、任意選択で水素化処理を行って、下流の操作で利用可能なＣ８炭化水素生成物ならびにその他のオリゴマー化合物を提供することができる。さらに、ガソリン製品は、低いオレフィン濃度を有して規制上の要件を満たすことができる。したがって、本明細書で開示される実施形態は、アルキル化ガソリンを製造するための、高品質および高効率の方法を提供することができる。さらに、オリゴマー化された生成物、たとえばＣ８オリゴマー生成物およびＣ１２オリゴマー生成物は、１つまたは複数の洗剤、可塑剤、および潤滑剤の中間生成物および最終生成物で使用することができる。
[0058]これ以上詳しく説明しなくても、当業者は前述の説明を使用して本発明を最大限利用できると考えられる。前述の好ましい特定の実施形態は、したがって、単なる例示に過ぎず、いかなることがあっても以下の開示を限定するものと解釈するべきではない。
[0059]前述の説明において、別段に規定されていない限り、すべての温度は摂氏で記載されており、すべての部分およびパーセンテージは重量で示される。
[0060]前述の説明から、当業者は、本発明の本質的な特徴を容易に確認でき、その趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明の種々の変更および修正を加えて、本発明を種々の使用法および条件に適合させることができる。

Claims (9)

  1. １つまたは複数の炭化水素をオリゴマー化するための方法であって、
    Ａ）１つまたは複数のＣ３炭化水素およびＣ４炭化水素を含む供給原料を分離ゾーンに供給するステップと、
    Ｂ）Ｃ３オレフィンの少なくとも一部分を分離するステップと、
    Ｃ）前記Ｃ３オレフィンを、１つまたは複数のＣ９炭化水素を生成するための第１のオリゴマー化ゾーンに送るステップと、
    Ｄ）流出物の少なくとも一部分を前記第１のオリゴマー化ゾーンから前記分離ゾーンに戻すステップと
    を含む方法。
  2. 前記分離ゾーンが垂直分割型蒸留塔を備える、請求項１に記載の方法。
  3. 前記垂直分割型蒸留塔が、前記Ｃ３オレフィンの一部を含む第１の流れおよび前記Ｃ３オレフィンの別の一部を含む第２の流れを前記第１のオリゴマー化ゾーンに供給する、請求項２に記載の方法。
  4. 前記第１の流れが、前記第１の流れの重量に基づく少なくとも４０重量％の前記Ｃ３オレフィンを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記第２の流れが、前記第２の流れの重量に基づく１０重量％以下の前記Ｃ３オレフィンを含む、請求項３および４のいずれかに記載の方法。
  6. 前記第２の流れの少なくとも一部分が、前記第１のオリゴマー化ゾーンにクエンチとして供給される、請求項３から５のいずれかに記載の方法。
  7. １つまたは複数のＣ４オレフィンを含む側留を取り出すステップをさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
  8. １つまたは複数のＣ９＋オレフィンを含む塔底流を取り出すステップをさらに含む、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
  9. 前記塔底流の少なくとも一部分を第２の分離ゾーンに送るステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
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