JP5876965B1 - 隔壁塔分留装置による2段水素化処理 - Google Patents
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Abstract
Description
種々の実施形態では、隔壁塔を、分留装置として用いることができる。隔壁塔は、少なくとも3つの分離容積を含むことができる。容積の1つは、一般には隔壁塔の頂部の方に位置する共通容積である。隔壁塔の残りの容積は、隔壁によって互いに分離された容積を示すことができる。種々の容積はすべて、共通容積を介して互いに流体連絡する。しかし、十分高い沸点をもつ石油留分は、共通容積に到達するのに十分な高さまで塔を上昇することができず、かくして石油留分を沸点によって効果的に分留することができる。
一実施形態では、隔壁塔を含む反応システムにおいて処理される供給原料は、初期沸点が少なくとも約400゜F(約204℃)、例えば、少なくとも約450゜F(約232℃)、少なくとも約500゜F(約260℃)、少なくとも約550゜F(約288℃)、少なくとも約600゜F(約316℃)、又は少なくとも約650゜F(約343℃)の供給原料とすることができる。別の実施形態では、供給原料は、約1200゜F(約649℃)以下、例えば、約1100゜F(約593℃)以下、約1050゜F(約566℃)以下、約1000゜F(約538℃)以下、又は約900゜F(約482℃)以下の最終沸点を有することができる。或いは、供給原料は、指定された割合の供給材料を沸騰させるのに要する沸点によって特徴づけられることができる。例えば、少なくとも5重量%の供給材料を沸騰させるのに要する温度は、「T5」沸点と呼ばれる。好ましくは、供給原料のT5沸点は、少なくとも約400゜F(約204℃)、例えば、少なくとも約450゜F(約232℃)、少なくとも約500゜F(約260℃)、少なくとも約550゜F(約288℃)、少なくとも約600゜F(約316℃)、少なくとも約650゜F(約343℃)、又は少なくとも約665゜F(約352℃)とすることができる。好ましくは、供給原料のT95沸点は、約1150゜F(約621℃)以下、例えば、約1100゜F(約593℃)以下、約1050゜F(約566℃)以下、約1000゜F(約538℃)以下、約900゜F(約482℃)以下、又は約850゜F(約454℃)以下とすることができる。
分留装置を含む任意の反応システムにおいて、隔壁塔を用いることができる。一実施形態では、適切な反応システムの一例は、2つの反応塔と、隔壁塔とを含む。このような実施形態では、供給原料を、第1反応塔に通すことができる。第1反応塔は、水素化精製、水素化分解、及び/又は別の種類の変換プロセスのための1つ以上の段を含むことができる。
供給原料を第1の効果的な水素化精製条件の下で水素化精製すること;
水素化精製された供給原料を隔壁塔分留装置の第1容積において分留して、少なくとも第1生成物留分、第1塔底留分、及び分留装置の上部の分割されない容積に通される第1共通留分を生成すること;
第1塔底留分の一部を効果的な水素化処理条件の下で水素化処理すること;及び
隔壁塔分留装置の第2容積において水素化処理された第1塔底留分を分留して、少なくとも第2生成物留分、第3生成物留分、及び分留装置の上部の分割されない容積に通される第2共通留分を生成すること
を含み、
第2生成物留分が第1生成物留分に対して少なくとも1つの改良された特性を有し、第3生成物留分が第1塔底留分に対して少なくとも1つの改良された特性を有する、低硫黄蒸留生成物の製造方法。
水素化処理が、効果的な接触脱ろう条件の下で脱ろう触媒の存在下での脱ろうを含み;
第1生成物留分が第1ディーゼル留分であり;
第2生成物留分が第2ディーゼル留分であり;及び
第3生成物留分が第2塔底留分である、実施形態1に記載の方法。
水素化精製工程と分留工程との間に水素化分解工程をさらに含み;
水素化分解工程が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr−1〜約10hr−1のLHSV、及び水素化分解の際に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む第1の効果的な水素化分解条件の下で水素化処理された供給原料を水素化分解することを含み;
水素化処理が、第2の効果的な水素化分解条件の下でリサイクルなしで水素化分解することを含み;
第1生成物留分が第1ディーゼル留分であり、第2生成物留分が第2ディーゼル留分であり、第3生成物留分が第2塔底留分である、実施形態1に記載の方法。
効果的な水素化精製条件が、約0.3hr−1〜約5.0hr−1のLHSV、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、及び約650゜F(約343℃)〜約800゜F(約427℃)の温度を含む、実施形態1〜3のいずれか一つに記載の方法。
効果的な水素化精製条件が、水素化精製の際に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素の量を提供する処理ガス比を含む、実施形態4に記載の方法。
効果的な水素化分解条件が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr−1〜約10hr−1のLHSV、及び水素化分解の際に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、実施形態3〜5のいずれか一つに記載の方法。
第2生成物留分の硫黄含有量が、第1生成物留分の硫黄含有量よりも少なく、第3生成物留分の硫黄含有量が、第1塔底留分の硫黄含有量よりも少ない、実施形態1〜6のいずれか一つに記載の方法。
隔壁高さが、第2生成物留分が第1生成物留分に相当する材料の約1重量%以下を含むように選択される、実施形態1〜7のいずれか一つに記載の方法。
脱ろう触媒が10員環の1−Dモレキュラーシーブを含む、実施形態2及び4〜8のいずれかに記載の方法。
脱ろうされた塔底部の分留に先だって、効果的な水素化仕上げ条件の下で脱ろうされた塔底留分を水素化仕上げすることをさらに含み、効果的な水素化仕上げ条件が、約125℃〜約425℃の温度、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、約0.1hr−1〜約5hr−1のLHSV、及び前記水素化仕上げの際に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素処理ガス比を含む、実施形態2及び4〜9のいずれかに記載の方法。
効果的な接触脱ろう条件が、約280℃〜約380℃の温度、約300psig(約2.1MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の圧力、約0.1hr−1〜約5.0hr−1のLHSV、及び脱ろうの際に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、実施形態2及び4〜10のいずれかに記載の方法。
次の事項:前記第2生成物留分の前記曇り点が前記第1生成物留分の前記曇り点よりも少なくとも約10℃低い;前記第1生成物留分の前記硫黄含有量が約15wppm以下である;前記第2塔底留分の前記流動点が前記第1塔底留分の前記流動点よりも少なくとも約10℃低い;のうち1つ以上が生ずる実施形態1〜11のいずれかに記載の方法。
第2生成物留分及び第2塔底留分が、水素化処理段階にリサイクルされない、実施形態1、2及び7〜12のいずれかに記載の方法。
第2の効果的な水素化分解条件が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr−1〜約10hr−1のLHSV、及び水素化分解の際に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、実施形態3〜8及び12のいずれかに記載の方法。
塔底留分の部分の水素化分解の前又は後のいずれかに、塔底留分の部分の水素化精製、脱ろう、及び/又は水素化仕上げをさらに含む、実施形態3〜8、12及び14のいずれかに記載の方法。
一実施形態では、隔壁塔を、低硫黄ディーゼルを生成するための2つの反応塔反応システムにおいて分留装置として使用することができる。図1は、この型式のシステムの例を概略的に示している。図1に示される実施形態では、反応塔110は、供給材料の水素化精製及び/又は水素化分解のための1つ以上の段(又は段階)を含む。図1は、1つの水素化精製段階112と1つの水素化分解段階114とを含む反応塔110を示している。しかしながら、任意の他の都合のよい段の組み合わせを、反応塔110において選択的に含めることができる。図1は複数の段を含む反応塔110を示しているが、別の実施形態では、複数の段をもつ単一の反応塔の代わりに、複数の直列の反応塔を使用することができることに留意されたい。
別の実施形態では、隔壁塔を、複数のグレードのディーゼル並びに複数のグレードの塔底生成物を生成するための2つの反応塔反応システムにおいて分留装置として使用することができる。図2は、この型式のシステムの例を概略的に示している。図2に示す実施形態では、反応塔210は、供給材料の水素化精製及び/又は水素化分解のための1つ以上の段階を含む。図2は、1つの水素化精製段階212及び1つの水素化分解段階214を含む反応塔210を示している。しかしながら、任意の他の便利な段階の組み合わせを選択的に反応塔210において含むことができる。図2が複数の段階を含む反応塔210を示しているが、別の実施形態では、複数の段階をもつ単一の反応塔の代わりに、複数の直列の反応塔を使用することができることに留意されたい。
シミュレーションに基づき、次の隔壁塔は、本発明の種々の実施形態にとって適当であると予想される。この実施形態では、高さが約35mの隔壁塔をシミュレートした。表1は、隔壁塔の細部に関する更なる情報を提供する。
尚、本明細書に記載の主な態様を以下に示す。
1.供給原料を第1の効果的な水素化精製条件の下で水素化精製すること;
前記水素化精製された供給原料を隔壁塔分留装置の第1容積で分留して、少なくとも第1生成物留分、第1塔底留分、及び前記分留装置の上部の分割されない容積に通される第1共通留分を生成すること;
前記第1塔底留分の一部を効果的な水素化処理条件の下で水素化処理すること;及び
前記隔壁塔分留装置の第2容積において前記水素化処理された第1塔底留分を分留して、少なくとも第2生成物留分、第3生成物留分、及び前記分留装置の上部の分割されない容積に通される第2共通留分を生成すること
を含み、
前記第2生成物留分が、前記第1生成物留分に対して少なくとも1つの改良された特性を有し、前記第3生成物留分が、前記第1塔底留分に対して少なくとも1つの改良された特性を有する、低硫黄蒸留生成物の製造方法。
2.前記水素化処理が、効果的な接触脱ろう条件の下で、脱ろう触媒の存在下脱ろうすることを含み;前記第1生成物留分が第1ディーゼル留分であり;前記第2生成物留分が第2ディーゼル留分であり;及び前記第3生成物留分が第2塔底留分である、上記1に記載の方法。
3.前記水素化精製工程と分留工程との間に水素化分解工程を更に含み、
前記水素化分解工程が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr −1 〜約10hr −1 のLHSV、及び前記水素化分解の際に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む第1の効果的な水素化分解条件の下で前記水素化精製された供給原料を水素化分解することを含み、
前記水素化処理が、第2の効果的な水素化分解条件の下でリサイクルなしで水素化分解することを含み;前記第1生成物留分が第1ディーゼル留分であり、前記第2生成物留分が第2ディーゼル留分であり、前記第3生成物留分が第2塔底留分である、上記1に記載の方法。
4.前記効果的な水素化精製条件が、約0.3hr −1 〜約5.0hr −1 のLHSV、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、及び約650゜F(約343℃)〜約800゜F(約427℃)の温度を含む、上記1〜3のいずれかに記載の方法。
5.前記効果的な水素化精製条件が、前記水素化精製の間に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素の量を提供する処理ガス比を含む、上記4に記載の方法。
6.前記効果的な水素化分解条件が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr −1 〜約10hr −1 のLHSV、及び前記水素化分解の間に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、上記3〜5のいずれかに記載の方法。
7.前記第2生成物留分の前記硫黄含有量が、前記第1生成物留分の前記硫黄含有量より少なく、前記第3生成物留分の前記硫黄含有量が、前記第1塔底留分の前記硫黄含有量より少ない、上記1〜6のいずれかに記載の方法。
8.前記隔壁高さが、前記第2生成物留分が前記第1生成物留分に相当する材料の約1重量%以下を含有するように選択される、上記1〜7のいずれかに記載の方法。
9.前記脱ろう触媒が10員環の1−Dモレキュラーシーブを含む、上記2及び4〜8のいずれかに記載の方法。
10.前記脱ろうされた塔底部の分留に先だって、効果的な水素化仕上げ条件の下で前記脱ろうされた塔底留分を水素化仕上げすることを更に含み、前記効果的な水素化仕上げ条件が、約125℃〜約425℃の温度、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、約0.1hr −1 〜約5hr −1 のLHSV、及び前記水素化仕上げの間に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素処理ガス比を含む、上記2及び4〜9のいずれかに記載の方法。
11.前記効果的な接触脱ろう条件が、約280℃〜約380℃の温度、約300psig(約2.1MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の圧力、約0.1hr −1 〜約5.0hr −1 のLHSV、及び前記脱ろうの間に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、上記2及び4〜10のいずれかに記載の方法。
12.次の事項:前記第2生成物留分の前記曇り点が前記第1生成物留分の前記曇り点よりも少なくとも約10℃低い;前記第1生成物留分の前記硫黄含有量が約15wppm以下である;前記第2塔底留分の前記流動点が前記第1塔底留分の前記流動点よりも少なくとも約10℃低い;の1つ以上が生ずる、上記1〜11のいずれかに記載の方法。
13.前記第2生成物留分及び前記第2塔底留分が、前記水素化処理段階にリサイクルされない、上記1、2及び7〜12のいずれかに記載の方法。
14.前記第2の効果的な水素化分解条件が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr −1 〜約10hr −1 のLHSV、及び前記水素化分解の際に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、上記3〜8及び12のいずれかに記載の方法。
15.前記塔底留分の前記部分の水素化分解の前又は後のいずれかに、前記塔底留分の前記部分の水素化精製、脱ろう、及び/又は水素化仕上げを更に含む、上記3〜8、12及び14のいずれかに記載の方法。
Claims (19)
- 供給原料を第1の効果的な水素化精製条件の下で水素化精製して、約15wppm〜約50wppmの硫黄含有量を有するディーゼル生成物留分を含む水素化精製された供給原料を製造すること;
前記水素化精製された供給原料を隔壁塔分留装置の第1容積で分留して、少なくとも第1ディーゼル生成物留分、第1塔底留分、及び前記分留装置の上部の分割されない容積に通される第1共通留分を生成すること;
前記第1塔底留分の一部を効果的な水素化処理条件の下で水素化処理すること;及び
前記隔壁塔分留装置の第2容積において前記水素化処理された第1塔底留分を分留して、第1ディーゼル生成物留分に対して少なくとも1つの改良された特性を有する第2ディーゼル生成物留分、第1塔底留分に対して少なくとも1つの改良された特性を有する第3生成物留分、及び前記分留装置の上部の分割されない容積に通される第2共通留分を少なくとも生成すること
を含み、
前記第2ディーゼル生成物留分及び第3生成物留分が、水素化処理段階にリサイクルされない、低硫黄蒸留生成物の製造方法。 - 前記効果的な水素化精製条件が、約0.3hr −1 〜約5.0hr −1 のLHSV、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、及び約650゜F(約343℃)〜約800゜F(約427℃)の温度を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記効果的な水素化精製条件が、前記水素化精製の間に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素の量を提供する処理ガス比を含む、請求項2に記載の方法。
- 水素化精製された供給原料を隔壁塔分留装置の第1容積に通す前に、効果的な水素化分解条件の下で水素化精製された供給原料を水素化分解することを更に含み、
前記効果的な水素化分解条件が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr −1 〜約10hr −1 のLHSV、及び前記水素化分解の間に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、請求項1に記載の方法。 - 効果的な水素化処理条件は、効果的な水素化分解条件を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2ディーゼル生成物留分の硫黄含有量が、前記第1ディーゼル生成物留分の硫黄含有量より少なく、前記第3生成物留分の硫黄含有量が、前記第1塔底留分の硫黄含有量より少ない、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記隔壁の高さが、前記第2ディーゼル生成物留分が前記第1ディーゼル生成物留分に相当する材料を約1重量%以下含有するように選択される、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 供給原料を効果的な水素化精製条件の下で水素化精製して、約50wppm以下の硫黄含有量を有する水素化精製された供給原料を製造すること;
前記水素化精製された供給原料を隔壁塔分留装置の第1容積で分留して、少なくとも第1ディーゼル留分及び第1塔底留分を生成すること;
効果的な接触脱ろう条件の下で脱ろう触媒の存在下、第1塔底留分の一部を脱ろうすること;及び
前記隔壁塔分留装置の第2容積において脱ろうされた塔底留分を分留して、少なくとも、第1ディーゼル留分に対して少なくとも1つの改良された低温流れ特性を有する第2ディーゼル留分及び第1塔底留分に対して少なくとも1つの改良された低温流れ特性を有する第2塔底留分を生成すること
を含み、
前記第2ディーゼル留分及び第2塔底留分が、脱ロウ段階にリサイクルされない、低硫黄蒸留生成物の製造方法。 - 前記脱ろう触媒が10員環の1−Dモレキュラーシーブを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記脱ろうされた塔底部の分留の前に、効果的な水素化仕上げ条件の下で前記脱ろうされた塔底留分を水素化仕上げすることを更に含み、前記効果的な水素化仕上げ条件が、約125℃〜約425℃の温度、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、約0.1hr −1 〜約5hr −1 のLHSV、及び前記水素化仕上げの間に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素処理ガス比を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記効果的な接触脱ろう条件が、約280℃〜約380℃の温度、約300psig(約2.1MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の圧力、約0.1hr −1 〜約5.0hr −1 のLHSV、及び前記脱ろうの間に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記第2ディーゼル留分の曇り点が前記第1ディーゼル留分の曇り点よりも少なくとも約10℃低い、請求項8に記載の方法。
- 前記第1ディーゼル留分の硫黄含有量が少なくとも約25wppm以下である、請求項8に記載の方法。
- 前記第2塔底留分の流動点が前記第1塔底留分の流動点よりも少なくとも約10℃低い、請求項8に記載の方法。
- 前記効果的な水素化精製条件が、約0.3hr −1 〜約5.0hr −1 のLHSV、約500psig(約3.4MPag)〜約3000psig(約20.7MPag)の全圧力、約650゜F(約343℃)〜約800゜F(約427℃)の温度、及び前記水素化精製の間に消費される水素の約2倍〜約5倍の水素処理ガス比を含む、請求項8に記載の方法。
- 供給原料を効果的な水素化精製条件の下で水素化精製すること;
約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr −1 〜約10hr −1 のLHSV及び水素化分解の間に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む第1の効果的な水素化分解条件の下で水素化精製された供給原料を水素化分解すること;
前記水素化分解された供給原料を隔壁塔分留装置の第1容積で分留して、少なくとも第1ディーゼル留分及び第1塔底留分を生成すること;
効果的な水素化分解条件の下で第1塔底留分の一部を、リサイクルすることなく、水素化分解すること;及び
前記隔壁塔分留装置の第2容積において前記水素化分解された第1塔底留分を分留して、少なくとも第2ディーゼル生成物留分及び第2塔底留分を生成すること
を含み、
第2ディーゼル留分は第1ディーゼル留分に対して少なくとも1つの改良された低温流れ特性を有し、第2塔底留分は第1塔底留分に対して少なくとも1つの改良された低温流れ特性を有し及び第2ディーゼル留分及び第2塔底留分は第1又は第2水素化分解段階にリサイクルされない、低硫黄蒸留生成物の製造方法。 - 前記第2の効果的な水素化分解条件が、約200℃〜約450℃の温度、約5barg(約0.5MPag)〜約300barg(約30MPag)の水素圧、約0.05hr −1 〜約10hr −1 のLHSV、及び前記水素化分解の間に消費される水素の約2倍〜約15倍の水素処理ガス比を含む、請求項16に記載の方法。
- 塔底留分の部分の水素化分解の前又は後に、塔底留分の部分を水素化処理することを更に含み、水素化処理は、塔底留分の水素化仕上げ、脱ロウ、及び/又は水素化精製から本質的になる、請求項16に記載の方法。
- 前記第2ディーゼル留分の硫黄含有量が約15wppm以下である、請求項13に記載の方法。
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