JP6937832B2 - Oxidative desulfurization of oils and sulfone management using FCC - Google Patents

Oxidative desulfurization of oils and sulfone management using FCC Download PDF

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Description

実施形態は、炭化水素原料から硫黄および窒素を回収するための方法および装置に関する。より具体的には、実施形態は、炭化水素流の酸化的脱硫および脱窒素、ならびに結果として生じる酸化された硫黄化合物および窒素化合物のその後の廃棄のための方法および装置に関する。 Embodiments relate to methods and equipment for recovering sulfur and nitrogen from hydrocarbon raw materials. More specifically, embodiments relate to methods and equipment for the oxidative desulfurization and denitrification of hydrocarbon streams and the subsequent disposal of the resulting oxidized sulfur and nitrogen compounds.

原油は、燃料およ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、石油および石油ベースの製品はまた、今日の大気および水質の汚染の主な源である。石油および石油ベースの製品によって引き起こされる汚染をめぐる高まる懸念に対処するために、多くの国が石油製品、特に石油精製事業および燃料における特定の汚染物質の許容濃度、例えばガソリン燃料の許容される硫黄や窒素の含有量、に関する厳格な規制を実施してきた。天然の石油または原油の正確な組成は大きく異なるが、すべての原油はある程度の測定可能な量の硫黄化合物を含み、大部分の原油はまた、ある程度の測定可能な量の窒素化合物を含む。さらに、原油は酸素を含んでもよいが、大部分の原油の酸素含有量は低い。一般に、原油中の硫黄の濃度は約5重量パーセント(wt%)未満であり、大部分の原油は約0.5〜約1.5重量%の範囲の硫黄濃度を有する。大部分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%ほどの高さであり得る。米国では、自動車用ガソリン燃料は最大総硫黄含有量が10百万分率の重量(ppmw)未満の硫黄を有するように規制されている。 Crude oil is the world's leading source of hydrocarbons used as fuel and petrochemical raw materials. At the same time, petroleum and petroleum-based products are also a major source of air and water pollution today. To address growing concerns about pollution caused by petroleum and petroleum-based products, many countries have allowed concentrations of certain pollutants in petroleum products, especially petroleum refining operations and fuels, such as the acceptable sulfur content of gasoline fuels. Has enforced strict regulations on petroleum and nitrogen content. Although the exact composition of natural petroleum or crude oil varies widely, all crude oils contain some measurable amounts of sulfur compounds and most crude oils also contain some measurable amounts of nitrogen compounds. In addition, crude oil may contain oxygen, but most crude oils have a low oxygen content. Generally, the concentration of sulfur in crude oil is less than about 5 weight percent (wt%), and most crude oil has a sulfur concentration in the range of about 0.5 to about 1.5% by weight. The nitrogen concentration of most crude oils is usually less than 0.2% by weight, but can be as high as 1.6% by weight. In the United States, gasoline fuels for automobiles are regulated to have a maximum total sulfur content of less than 10 million parts per weight (ppmw) of sulfur.

原油は、輸送用燃料や石油化学原料を生成する製油所で精製される。典型的に、輸送用の燃料は、特定の最終的な用途の仕様を満たすように原油から得た蒸留画分を加工して混合することによって生成される。今日一般的に入手可能な原油の大部分は高濃度の硫黄を含有するので、蒸留画分は、様々な性能仕様、環境基準、またはその両方を満たす生成物を得るために、通常脱硫を必要とする。 Crude oil is refined at refineries that produce transportation fuels and petrochemical raw materials. Typically, fuel for transport is produced by processing and mixing a distilled fraction obtained from crude oil to meet the specifications of a particular end application. Since most of the crude oils commonly available today contain high concentrations of sulfur, distilled fractions usually require desulfurization to obtain products that meet various performance specifications, environmental standards, or both. And.

原油および得られる精製燃料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、典型的には燃焼プロセスの間に硫黄酸化物に変換され、それが今度は硫黄酸素酸を生成し、微粒子排出の一因となり得る。 Sulfur-containing organic compounds present in crude oil and the resulting refined fuels 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 oxygen acids, which can contribute to the emission of particulates.

微粒子排出を低減するための1つの方法は、種々の酸素化燃料配合化合物、炭素−炭素化学結合をほとんど含まない、または一切含まない化合物、例えばメタノールやジメチルエーテル、または両方の添加を含む。しかし、これらの化合物の大部分は、それらが高い蒸気圧を有することがあり、ディーゼル燃料にほとんど不溶であるという点、またはそれらのセタン価によって示されるように劣悪な着火性を有し得るという点、またはそれらの組み合わせにおいて苛まれている。 One method for reducing particulate emissions involves the addition of various oxygenated fuel compounding compounds, compounds containing little or no carbon-carbon chemical bonds, such as methanol, dimethyl ether, or both. However, most of these compounds say that they can have high vapor pressures and are almost insoluble in diesel fuel, or can have poor ignitability as indicated by their cetane numbers. I'm suffering from points, or a combination of them.

硫黄および芳香族化合物の含有量を減らすために化学的水素化処理、または水素化で処理されてきたディーゼル燃料は、燃料の潤滑性が低下し得、その結果、高圧下で燃料と接触する燃料ポンプ、インジェクタおよびその他の可動部品が、過剰に摩耗するに至ることがある。 Diesel fuels that have been chemically or hydrogenated to reduce the content of sulfur and aromatic compounds can reduce the lubricity of the fuel, resulting in fuel contact with the fuel under high pressure. Pumps, injectors and other moving parts can lead to excessive wear.

例えば、中間留出物(すなわち、名目上約180〜370℃の範囲で沸騰する留出物留分)は、燃料として使用することができ、あるいは圧縮着火内燃エンジン(つまりディーゼルエンジン)で使用するための燃料の混合成分として使用することができる。中間留出物留分は典型的には約1〜3重量%の硫黄を含む。中間留出物留分の許容硫黄濃度は、1993年以来欧米で3000ppmwレベルから5〜50ppmwレベルに低減された。 For example, intermediate distillates (ie, distillates that nominally boil in the range of about 180-370 ° C.) can be used as fuel or in compression ignition internal combustion engines (ie diesel engines). It can be used as a mixed component of fuel for internal combustion. The intermediate distillate fraction typically contains about 1-3% by weight sulfur. The permissible sulfur concentration of the intermediate distillate distillate has been reduced from 3000 ppmw level to 5-50 ppmw level in Europe and the United States since 1993.

硫黄超低含有の燃料に対する一層厳しくなる規制を遵守するために、精製業者は製油所のゲートで遥かに低い硫黄レベルの燃料を製造し、その結果混合後に規格を満たすことができるようにしなければならない。 To comply with increasingly stringent regulations on ultra-low sulfur fuels, refiners must produce fuels with much lower sulfur levels at refinery gates so that they can meet specifications after mixing. It doesn't become.

製油所の輸送用燃料を混合するために、石油蒸留物から硫黄の大部分を除去するために、従来の低圧水素化脱硫(HDS)プロセスを利用することができる。しかし、これらの装置は、穏やかな条件(すなわち、最大約30バールの圧力)で、多環式芳香族硫黄化合物におけるように、硫黄原子が立体的に妨げられている場合に、化合物から硫黄を除去するのに効率的ではない。これは、硫黄ヘテロ原子が2個のアルキル基によって妨げられている場合(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。除去することが困難であるため、妨げられているジベンゾチオフェンは、50〜100ppmwなどの低い硫黄の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、厳しい作動条件(例えば、高い水素分圧、高温または高い触媒容量)を利用しなければならない。水素分圧を増加させることは、再循環ガス純度を増加させることによってのみ達成され得るか、新しい草の根ユニットを設計しなければならず、これは非常に費用のかかる選択肢となり得る。厳しい作動条件の使用は、典型的には収量の減少、触媒の寿命サイクルの低減、および生成物の質の劣化(例えば色)をもたらし、そのため典型的には回避されることが求められている。 Conventional low pressure hydrodesulfurization (HDS) processes can be utilized to remove most of the sulfur from petroleum distillers to mix refinery transport fuels. However, these devices remove sulfur from compounds under mild conditions (ie, pressures up to about 30 bar) when the sulfur atoms are sterically obstructed, as in polycyclic aromatic sulfur compounds. Not efficient to remove. This is especially true when the sulfur heteroatom is blocked by two alkyl groups (eg, 4,6-dimethyldibenzothiophene). The blocked dibenzothiophene occupies low sulfur levels, such as 50-100 ppmw, because it is difficult to remove. Severe operating conditions (eg, high hydrogen partial pressure, high temperature or high catalytic capacity) must be utilized to remove sulfur from these persistent sulfur compounds. Increasing the hydrogen partial pressure can only be achieved by increasing the recirculating gas purity, or a new grassroots unit must be designed, which can be a very costly option. The use of harsh operating conditions typically results in reduced yields, reduced catalyst life cycles, and deterioration of product quality (eg, color) and is therefore typically required to be avoided. ..

しかし、石油を品質向上するための通例の方法は、様々な制限および欠点を抱えている。例えば、水素化の方法は、典型的には、所望の品質向上および変換を成し遂げるために外部の供給源から大量の水素ガスを供給することが必要である。これらの方法はまた、重質の原料の水素化処理、または過酷な条件下での水素化処理の間に通常そうであるように、触媒の早期または急速な失活に苛まれることがあり、そのため触媒の再生、または新しい触媒の添加が必要となり、プロセスユニットのダウンタイムにつながり得る。熱による方法は、副生成物として大量のコークスを生成すること、およ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ことに苛まれることが多い。さらに、熱による方法は、過酷な条件(例えば、高温および高圧)に適した特殊な装置を必要とし、かなりのエネルギーの投入を必要とし、それによって複雑さや費用の増加をもたらす。 However, customary methods for improving the quality of petroleum have various limitations and drawbacks. For example, hydrogenation methods typically require the supply of large amounts of hydrogen gas from an external source to achieve the desired quality improvement and conversion. These methods can also suffer from premature or rapid deactivation of the catalyst, as is usually the case during hydrogenation of heavy raw materials, or hydrogenation under harsh conditions. Therefore, it is necessary to regenerate the catalyst or add a new catalyst, which may lead to downtime of the process unit. Thermal methods often suffer from the production of large amounts of coke as a by-product and their limited ability to remove impurities such as sulfur and nitrogen. In addition, the thermal method requires specialized equipment suitable for harsh conditions (eg, high temperature and high pressure) and requires significant energy input, which increases complexity and cost.

したがって、使用可能な硫黄または窒素化合物、またはその両方の回収および廃棄のための手段も提供することができる過酷度の低い条件を利用する炭化水素原料の品質向上プロセス、特に炭化水素の脱硫、脱窒素、またはその両方のプロセスを提供する必要性がある。 Therefore, a process for improving the quality of hydrocarbon raw materials utilizing less severe conditions, which can also provide means for the recovery and disposal of usable sulfur and / or nitrogen compounds, especially hydrocarbon desulfurization, desulfurization. There is a need to provide a nitrogen or both process.

実施形態は、存在する硫黄およ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プロセスで利用する、炭化水素原料の品質向上のための方法および装置を提供する。 Embodiments provide methods and equipment for improving the quality of 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れば、炭化水素原料から成分を回収する方法であって、炭化水素原料を酸化反応器に供給する工程であって、炭化水素原料が硫黄化合物および窒素化合物を含む、供給する工程、炭化水素原料に存在する硫黄化合物および窒素化合物を選択的に酸化して炭化水素および酸化された硫黄化合物およ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のに十分な条件下で、酸化反応器にて炭化水素原料を酸化剤と接触させる工程を含む方法が提供される。この方法は、極性溶媒を用いた溶媒抽出によって酸化された炭化水素流中の炭化水素と酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を分離して抽出炭化水素流と混合流を生成する工程であって、混合流が極性溶媒と酸化された硫黄化合物と酸化された窒素化合物とを含み、抽出炭化水素流が炭化水素原料よりも低濃度の硫黄化合物および窒素化合物を含む、生成する工程をさらに含む。この方法はさらに、蒸留塔を用いて混合流を第1の回収極性溶媒流と第1の残留物流とに分離する工程であって、第1の残留物流が酸化された硫黄化合物と酸化された窒素化合物とを含む分離する工程、および第1の残留物流を流動接触分解ユニットに供給する工程であって、流動接触分解ユニットは、酸化された硫黄および酸化された窒素を接触分解して再生触媒ならびにガス状および液体生成物を生成して第1の残留物流から炭化水素を回収することを可能にするよう動作する、供給する工程を含む。さらに、この方法は、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器に再循環させる工程であって、液体生成物の一部は、軽質サイクル油および重質サイクル油のうちの少なくとも1つを含む、再循環させる工程を含む。 According to at least one embodiment, a method of recovering a component from a hydrocarbon raw material, a step of supplying the hydrocarbon raw material to an oxidation reactor, wherein the hydrocarbon raw material contains a sulfur compound and a nitrogen compound. Sufficient conditions for the process to selectively oxidize the sulfur and nitrogen compounds present in the hydrocarbon feedstock to produce an oxidized hydrocarbon stream containing the hydrocarbon and the oxidized sulfur and the oxidized nitrogen compounds. Below, a method comprising contacting the hydrocarbon raw material with the oxidizing agent in an oxidation reactor is provided. This method is a step of separating a hydrocarbon in a hydrocarbon stream oxidized by solvent extraction using a polar solvent from an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen compound to generate an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream. Further, the step of producing is that the mixed stream contains a polar solvent, an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen compound, and the extracted hydrocarbon stream contains a sulfur compound and a nitrogen compound having a lower concentration than the hydrocarbon raw material. include. This method is further a step of separating the mixed stream into a first recovered polar solvent stream and a first residual stream using a distillation column, in which the first residual stream is oxidized to an oxidized sulfur compound. A step of separating with a nitrogen compound and a step of supplying the first residual distribution to the fluid cracking unit, in which the cracking cracking unit catalytically cracks oxidized sulfur and oxidized nitrogen to produce a regeneration catalyst. It also includes a feeding step that operates to generate gaseous and liquid products and allow the hydrocarbons to be recovered from the first residual distillation. Further, this method is a step of recirculating at least a part of the liquid product to an oxidation reactor in order to selectively oxidize the sulfur compound in the liquid product. Includes a recirculating step involving 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れば、方法は、抽出炭化水素流をストリッパーに供給して、第2の回収極性溶媒流および除去された炭化水素流を生成する工程、および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、および酸化された窒素化合物を分離するために、第1の回収極性溶媒流および第2の極性溶媒流を抽出容器に再循環させる工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method supplies an extracted hydrocarbon stream to the stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a removed hydrocarbon stream, and in the oxidized hydrocarbon stream. It further comprises recirculating the first recovered polar solvent stream and the second polar solvent stream to the extraction vessel to separate the hydrocarbons, the oxidized sulfur compounds, and the oxidized nitrogen compounds.

少なくとも一実施形態によれば、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ユニットに再循環させる工程であって、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して炭化水素を第1の残留物流から回収する工程をさらに含む、再循環させる工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method is a step of recirculating a portion of the regeneration catalyst to the fluidized cracking unit using a fluidized cracking feed stream, the flow catalytic cracking feed stream being a portion of the regeneration catalyst. It further comprises a step of recirculating, further comprising a step of catalytically cracking using and recovering the hydrocarbon from the first residual stream.

少なくとも一実施形態によれば、酸化剤は、空気、酸素、過酸化物、ヒドロペルオキシド、オゾン、窒素酸化された化合物、およびそれらの組み合わ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, peroxides, hydroperoxides, ozone, nitrogen-oxidized compounds, and combinations thereof.

少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料を酸化剤と接触させることが、式Mを有する金属酸化物を含み、Mが周期表のIVB族、VB族およびVIB族から選択される元素である触媒の存在下で起こる。 According to at least one embodiment, contacting the hydrocarbon feed and an oxidant comprises a metal oxide having the formula M x O y, M is a Group IVB of the periodic table is selected from VB and VIB It occurs in the presence of the elemental catalyst.

少なくとも一実施形態によれば、硫黄化合物が、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、またはそれらの組み合わせを含む。 According to at least one embodiment, the sulfur compound comprises 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れば、酸化反応器は、約20〜150℃の温度および約100〜約1000kPa(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 20-150 ° C. and a pressure of about 100-about 1000 kPa ( about 1-about 10 bar ).

少なくとも一実施形態によれば、酸化剤対炭化水素原料に存在する硫黄化合物の比が約4:1〜約10:1である。 According to at least one embodiment , the ratio of the oxidant to the sulfur compound present in the hydrocarbon raw material is about 4: 1 to about 10: 1.

少なくとも一実施形態によれば、極性溶媒が約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れば、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、メタノールおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the protic solvent is from acetone, carbon disulfide, pyridine, dimethyl sulfoxide, n-propanol, ethanol, n-butanol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethylformamide, acetonitrile, methanol and combinations thereof. Selected from the group of

少なくとも一実施形態によれば、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れば、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れば、溶媒抽出は、約20℃〜約60℃の温度および約1〜約10バールの圧力で行われる。 According to at least one embodiment, solvent extraction is carried out at a temperature of about 20 ° C. to about 60 ° C. and a pressure of about 1 to about 10 bar.

少なくとも一実施形態によれば、方法は、抽出炭化水素流を吸着塔に供給する工程であって、吸着塔が、抽出炭化水素流に存在する酸化された化合物を除去するのに適した吸着剤を装入し、吸着塔が高純度炭化水素生成物流と第2の残留物流を生成し、第2の残留物流が酸化された化合物の一部を含む供給する工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method is a step of supplying an extracted hydrocarbon stream to an adsorbent, which is an adsorbent suitable for removing oxidized compounds present in the extracted hydrocarbon stream. The adsorption tower further comprises a step of producing a high-purity hydrocarbon production flow and a second residual flow, and supplying the second residual flow containing a part of the oxidized compound.

少なくとも一実施形態によれば、方法は、第2の残留物流を流動接触分解ユニットに供給することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises supplying a second residual stream to the fluid catalytic cracking unit.

少なくとも一実施形態によれば、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、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the adsorbent 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れば、吸着剤はポリマー被覆支持体であり、支持体が大きな表面積を有し、シリカゲル、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト、および活性炭からなる群から選択され、ポリマーが、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、ポリウレタンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the adsorbent is a polymer coated support, the support having a large surface area, selected from the group consisting of silica gel, alumina, silica-alumina, zeolite, and activated carbon, where the polymer is polysulfone. , Polyacrylonitrile, polystyrene, polyester terephthalate, polyurethane and combinations thereof.

少なくとも一実施形態によれば、第1の残留物流を流動接触分解ユニットに供給することが、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させて第1の残留物流から炭化水素を回収することをさらに含む。 According to at least one embodiment, supplying the first residual stream to the fluidized contact cracking unit causes the first residual stream to come into contact with the fluidized catalytic cracking supply stream in the presence of a catalyst to create a fluidized catalytic cracking supply stream. It further comprises recovering hydrocarbons from the first residual stream by catalytic cracking.

少なくとも一実施形態によれば、流動接触分解供給流が、減圧軽油、常圧残油、脱金属油、全原油、分解シェールオイル、液化石炭、分解ビチューメン、重質コーカー軽油、軽質サイクル油、重質サイクル油、清澄化スラリー油、またはそれらの組み合わせを含む。 According to at least one embodiment, the fluid contact decomposition feed stream is depressurized gas oil, atmospheric residual oil, demetallized oil, whole crude oil, cracked shale oil, liquefied coal, cracked bitumen, heavy coker light oil, light cycle oil, heavy. Includes quality cycle oils, clarified slurry oils, or combinations thereof.

別の実施形態によれば、炭化水素原料から成分を回収する方法であって、炭化水素原料を酸化反応器に供給する工程であって、炭化水素原料が硫黄化合物および窒素化合物を含む、供給する工程、炭化水素原料に存在する硫黄化合物および窒素化合物を選択的に酸化して炭化水素および酸化された硫黄化合物およ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のに十分な条件下で、酸化反応器にて炭化水素原料を酸化剤と接触させる工程を含む方法が提供される。方法は、極性溶媒を用いた溶媒抽出によって酸化された炭化水素流中の炭化水素と酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を分離して抽出炭化水素流と混合流を生成する工程であって、混合流が極性溶媒と酸化された硫黄化合物と酸化された窒素化合物とを含み、また抽出炭化水素流が炭化水素原料よりも低濃度の硫黄化合物および窒素化合物を含む、生成する工程をさらに含む。方法はさらに、蒸留塔を用いて混合流を第1の回収極性溶媒流と第1の残留物流とに分離する工程であって、第1の残留物流が酸化された硫黄化合物と酸化された窒素化合物とを含む分離する工程、および第1の残留物流を流動接触分解ユニットに供給する工程であって、流動接触分解ユニットは、酸化された硫黄および酸化された窒素を接触分解して再生触媒ならびにガス状および液体生成物を生成して第1の残留物流から炭化水素を回収することを可能にするよう動作する、供給する工程を含む。さらに、方法は、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させて第1の残留物流から炭化水素を回収する工程、および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器に再循環させる工程であって、液体生成物の一部は、軽質サイクル油および重質サイクル油のうちの少なくとも1つを含む再循環させる工程を含む。 According to another embodiment, a method of recovering a component from a hydrocarbon raw material, a step of supplying the hydrocarbon raw material to an oxidation reactor, wherein the hydrocarbon raw material contains a sulfur compound and a nitrogen compound. Sufficient conditions for the process to selectively oxidize the sulfur and nitrogen compounds present in the hydrocarbon feedstock to produce an oxidized hydrocarbon stream containing the hydrocarbon and the oxidized sulfur and the oxidized nitrogen compounds. Below, a method comprising contacting the hydrocarbon raw material with the oxidizing agent in an oxidation reactor is provided. The method is a step of separating a hydrocarbon in a hydrocarbon stream oxidized by solvent extraction using a polar solvent from an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen compound to generate an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream. Further, the step of producing the mixed stream containing the polar solvent, the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound, and the extracted hydrocarbon stream containing the sulfur compound and the nitrogen compound having a lower concentration than that of the hydrocarbon raw material. include. The method is further a step of separating the mixed stream into a first recovered polar solvent stream and a first residual stream using a distillation column, wherein the first residual stream is an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen. A step of separating with a compound and a step of supplying the first residual distribution to the fluid cracking unit, in which the cracking cracking unit catalytically cracks oxidized sulfur and oxidized nitrogen to produce a regeneration catalyst as well. Includes a feeding step that operates to generate gaseous and liquid products and allow the hydrocarbons to be recovered from the first residual stream. Further, the method is a step of contacting the first residual stream with the fluidized cracking feed stream in the presence of a catalyst to catalytically crack the fluid cracking feed stream to recover hydrocarbons from the first residual stream, and a liquid. The step of recirculating at least a portion of the liquid product to an oxidation reactor in order to selectively oxidize the sulfur compounds in the product, some of the liquid products being light cycle oils and heavy cycles. It comprises a step of recirculating containing at least one of the oils.

少なくとも一実施形態によれば、方法は、抽出炭化水素流をストリッパーに供給して、第2の回収極性溶媒流および除去された炭化水素流を生成する工程、および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、および酸化された窒素化合物を分離するために第1の回収極性溶媒流および第2の極性溶媒流を抽出容器に再循環させる工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method supplies an extracted hydrocarbon stream to the stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a removed hydrocarbon stream, and in the oxidized hydrocarbon stream. It further comprises recirculating the first recovered polar solvent stream and the second polar solvent stream to the extraction vessel to separate the hydrocarbons, the oxidized sulfur compounds, and the oxidized nitrogen compounds.

少なくとも一実施形態によれば、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ユニットに再循環させる工程であって、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して炭化水素を第1の残留物流から回収する工程をさらに含む再循環させる工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method is a step of recirculating a portion of the regeneration catalyst to the fluidized cracking unit using a fluidized cracking feed stream, the flow catalytic cracking feed stream being a portion of the regeneration catalyst. It further comprises a recirculation step that further comprises a step of catalytically cracking using and recovering the hydrocarbon from the first residual stream.

少なくとも一実施形態によれば、酸化剤は、空気、酸素、過酸化物、ヒドロペルオキシド、オゾン、窒素酸化された化合物、およびそれらの組み合わ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, peroxides, hydroperoxides, ozone, nitrogen-oxidized compounds, and combinations thereof.

少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料を酸化剤と接触させることが、式Mを有する金属酸化物を含み、Mが周期表のIVB族、VB族およびVIB族から選択される元素である触媒の存在下で起こる。 According to at least one embodiment, contacting the hydrocarbon feed and an oxidant comprises a metal oxide having the formula M x O y, M is a Group IVB of the periodic table is selected from VB and VIB It occurs in the presence of the elemental catalyst.

少なくとも一実施形態によれば、硫黄化合物が、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、またはそれらの組み合わせを含む。 According to at least one embodiment, the sulfur compound comprises 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れば、酸化反応器は、約20〜約350℃の温度および約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 350 ° C. and a pressure of about 1 to about 10 bar.

少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料に存在する酸化剤対硫黄化合物の比が約4:1〜約10:1である。 According to at least one embodiment, the ratio of the oxidizing agent to the sulfur compound present in the hydrocarbon raw material is about 4: 1 to about 10: 1.

少なくとも一実施形態によれば、極性溶媒が約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れば、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、メタノールおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the protic solvent is from acetone, carbon disulfide, pyridine, dimethyl sulfoxide, n-propanol, ethanol, n-butanol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethylformamide, acetonitrile, methanol and combinations thereof. Selected from the group of

少なくとも一実施形態によれば、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れば、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れば、溶媒抽出は、約20℃〜約60℃の温度および約1バール〜約10バールの圧力で行われる。 According to at least one embodiment, solvent extraction is carried out at a temperature of about 20 ° C. to about 60 ° C. and a pressure of about 1 bar to about 10 bar.

少なくとも一実施形態によれば、方法は、抽出炭化水素流を吸着塔に供給する工程であって、吸着塔が、抽出炭化水素流に存在する酸化された化合物を除去するのに適した吸着剤を装入し、吸収塔が高純度炭化水素生成物流と第2の残留物流を生成し、第2の残留物流が酸化された化合物の一部を含む、供給する工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method is a step of supplying an extraction hydrocarbon stream to the adsorption tower, which is an adsorbent suitable for removing the oxidized compounds present in the extraction hydrocarbon stream. The absorption tower further comprises a step of producing a high-purity hydrocarbon production stream and a second residual stream, the second residual stream containing a portion of the oxidized compound.

少なくとも一実施形態によれば、方法は、第2の残留物流を流動接触分解ユニットに供給することをさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises supplying a second residual stream to the fluid catalytic cracking unit.

少なくとも一実施形態によれば、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、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the adsorbent 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れば、吸着剤はポリマー被覆支持体であり、支持体は大きな表面積を有し、シリカゲル、アルミナ、およ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、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。 According to at least one embodiment, the adsorbent is a polymer coated support, the support having a large surface area and selected from the group consisting of silica gel, alumina, and activated carbon, the polymer being polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene, It is selected from the group consisting of polyester terephthalates, polyurethanes, silica-alumina, zeolites, and combinations thereof.

少なくとも一実施形態によれば、第1の残留物流および流動接触分解供給流が、触媒対第1の残留物流および流動接触分解供給流の重量比約1〜約15の範囲で存在する。 According to at least one embodiment, the first residual stream and fluidized cracking feed stream are present in a weight ratio of about 1 to about 15 of the catalyst to the first residual log and fluid cracking feed stream.

少なくとも一実施形態によれば、流動接触分解供給流が、減圧軽油、常圧残油、脱金属油、全原油、分解シェールオイル、液化石炭、分解ビチューメン、重質コーカー軽油、軽質サイクル油、重質サイクル油、清澄化スラリー油、またはそれらの組み合わせを含む。 According to at least one embodiment, the fluid contact decomposition feed stream is depressurized gas oil, atmospheric residual oil, demetallized oil, whole crude oil, cracked shale oil, liquefied coal, cracked bitumen, heavy coker light oil, light cycle oil, heavy. Includes quality cycle oils, clarified slurry oils, or combinations thereof.

少なくとも一実施形態によれば、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が、約300℃〜約650℃の温度の範囲で生じる。 According to at least one embodiment, contact of the first residual stream with the fluidized cracking feed stream in the presence of a catalyst occurs in the temperature range of about 300 ° C to about 650 ° C.

少なくとも一実施形態によれば、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が、約0.1秒〜約10分の滞留時間の範囲で生じる。 According to at least one embodiment, contact of the first residual stream with the fluidized cracking feed stream in the presence of a catalyst occurs in the range of residence time of about 0.1 seconds to about 10 minutes.

少なくとも一実施形態によれば、方法は、低沸点成分および触媒粒子を第1の残留物流および流動接触分解供給流から分離する工程、および触媒粒子の少なくとも一部を再生する工程をさらに含む。 According to at least one embodiment, the method further comprises separating the low boiling component and the catalyst particles from the first residual stream and 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れば、触媒粒子の少なくとも一部を再生することが、再生触媒、および一酸化炭素と二酸化炭素を含むガス状および液体生成物を生成する条件で作動される流動床において、触媒粒子の一部を無水の酸素含有ガスと接触させることを含む。 According to at least one embodiment, in a fluidized bed in which regeneration of at least a portion of the catalyst particles is operated under conditions that produce a regeneration catalyst and gaseous and liquid products containing carbon monoxide and carbon dioxide. It involves contacting some of the catalyst particles with an anhydrous oxygen-containing gas.

開示された方法およびシステムの特徴および利点、ならびに明らかになるその他がより詳細に理解できるように、すでに簡単に要約した方法およびシステムのより詳細な説明を、本明細書の一部を構成する添付の図面に示すその実施形態を参照することによってし得る。しかし、図面は様々な実施形態を例示するに過ぎず、したがって、それは他の有効な実施形態も同様に含み得るので、範囲を限定すると見なされるべきではないという点に留意されたい。全体を通して、類似の番号は類似の要素を指し、プライムの表記が用いられる場合、代替の実施形態または位置において類似の要素を示す。 Attachments that form part of this specification provide a more detailed description of the methods and systems already briefly summarized so that the features and benefits of the disclosed methods and systems, as well as others that become apparent, can be understood in more detail. It may be done by referring to the embodiment shown in the drawings of. However, it should be noted that the drawings merely illustrate various embodiments and therefore should not be considered limiting in scope as they may include other valid embodiments as well. Throughout, similar numbers refer to similar elements and, when prime notation is used, indicate similar elements in alternative embodiments or locations.

炭化水素原料を品質向上する方法の一実施形態の概略図を提示する。A schematic diagram of an embodiment of a method for improving the quality of a hydrocarbon raw material is presented. 炭化水素原料を品質向上する方法の一実施形態の概略図を提示する。A schematic diagram of an embodiment of a method for improving the quality of a hydrocarbon raw material is presented. 炭化水素原料を品質向上する方法の一実施形態の概略図を提示する。A schematic diagram of an embodiment of a method for improving the quality of a hydrocarbon raw material is presented. 実施例に記載されたプロセスの概略図を提示する。A schematic diagram of the process described in the examples is presented.

以下の詳細な説明は例示の目的で多くの具体的な詳細を含むが、以下の詳細に対する多くの例、変形および変更は、範囲および精神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、添付の図面に記載され提供される種々の実施形態は、特許請求の範囲に関して、いかなる一般性を失うこともなく、また制限を課すことなく、記載されている。 While the detailed description below includes many specific details for illustrative purposes, one of ordinary skill in the art may recognize that many examples, modifications and modifications to the following details are within scope and spirituality. Understood. Accordingly, the various embodiments described and provided in the accompanying drawings are described without any loss of generality and without imposing restrictions on the scope of the claims.

実施形態は、炭化水素原料を品質向上し、および炭化水素原料から化合物を回収するための通例の方法、特に炭化水素原料の脱硫、脱窒素、またはその両方、およびその後の使用可能な炭化水素の除去および回収に関する既知の問題に対処する。少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料からの硫黄および窒素化合物の除去、およびFCCプロセスにおいて酸化された硫黄種および酸化された窒素種を使用する方法が提供される。 Embodiments are the usual methods for improving the quality of hydrocarbon feedstocks and recovering compounds from hydrocarbon feedstocks, especially desulfurization, denitrification, or both of hydrocarbon feedstocks, and subsequent available hydrocarbons. Address known removal and recovery issues. According to at least one embodiment, there is provided a method of removing sulfur and nitrogen compounds from a hydrocarbon feedstock and using oxidized sulfur and nitrogen species in the FCC process.

使用されているように、石油または炭化水素に関する「品質向上」または「品質向上された」という用語は、もとの原油または炭化水素原料よりも、軽質であり(すなわち、メタン、エタン、およびプロパンなどの相対的に少ない炭素原子を有する)、高いAPI比重、高い中間留出物収量、低い硫黄含有量、低い窒素含有量、または低い金属含有量の少なくとも1つを有する石油または炭化水素製品を指す。 As used, the term "improved" or "improved" for petroleum or hydrocarbons is lighter than the original crude oil or hydrocarbon raw material (ie, methane, ethane, and propane). Petroleum or hydrocarbon products with at least one of high API gravity, high intermediate distillate yield, low sulfur content, low nitrogen content, or low metal content). Point to.

図1は、炭化水素を回収するための一実施形態を提示する。炭化水素回収システム100は、酸化反応器104、抽出容器112、溶媒再生塔116、ストリッパー120、およびFCCユニット130を含む。 FIG. 1 presents an embodiment for recovering hydrocarbons. The hydrocarbon recovery system 100 includes an oxidation reactor 104, an extraction vessel 112, a solvent regeneration tower 116, a stripper 120, and an FCC unit 130.

少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料、特に硫黄含有化合物および窒素含有化合物を含む炭化水素原料からの成分の回収方法が提供される。この方法は炭化水素原料102を酸化反応器104に供給することを含み、この場合炭化水素原料は酸化剤および触媒と接触させられる。酸化剤は、酸化剤供給ライン106を介して酸化反応器104に供給することができ、新鮮な触媒は、触媒供給ライン108を介して反応器に供給することができる。 According to at least one embodiment, a method for recovering a component from a hydrocarbon raw material, particularly a hydrocarbon raw material containing a sulfur-containing compound and a nitrogen-containing compound, is provided. This method involves feeding the hydrocarbon raw material 102 to the oxidation reactor 104, in which the hydrocarbon raw material is brought into contact with an oxidant and a catalyst. The oxidant can be supplied to the oxidation reactor 104 via the oxidant supply line 106 and the fresh catalyst can be supplied to the reactor via the catalyst supply line 108.

少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料102は任意の石油ベースの炭化水素とすることができ、硫黄元素、硫黄もしくは窒素を含む化合物、またはその両方などの様々な不純物を含むことができる。特定の実施形態では、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り得る。あるいは、炭化水素原料102は、最高約450℃、あるいは最高約500℃の沸点を有することができる。あるいは、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。任意選択で、炭化水素原料102は、最大約600℃、あるいは最大約700℃、または特定の実施形態では約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れば、供給原料は蒸留後に残渣と呼ばれる固体の状態で存在する。特定の実施形態では、炭化水素原料102は重質炭化水素を含むことができる。使用されるとき、重質炭化水素は、約360℃より高い沸点を有する炭化水素を指し、芳香族炭化水素、ならびにアルカンおよびアルケンを含み得る。一般に、特定の実施形態では、炭化水素原料102は、全範囲の原油、トップト・クルードオイル、製油所由来の生成物の流れ、精製スチームクラッキングプロセスからの生成物の流れ、液化石炭、石油また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、それぞれ約180〜約370℃、および約370〜約520℃の範囲で沸騰するディーゼルおよび減圧軽油などの炭化水素留分、およびそれらの混合物から選択することができる。 According to at least one embodiment, the hydrocarbon feedstock 102 can be any petroleum-based hydrocarbon and can contain various impurities such as elemental sulfur, compounds containing sulfur or nitrogen, or both. In certain embodiments, the hydrocarbon feedstock 102 can be diesel oil having a boiling point of about 150 ° C to about 400 ° C. Alternatively, the hydrocarbon raw material 102 can have a boiling point of up to about 450 ° C. or up to about 500 ° C. Alternatively, the hydrocarbon raw material 102 can have a boiling point of about 100 ° C to about 500 ° C. Optionally, the hydrocarbon raw material 102 can have a boiling point of up to about 600 ° C., or up to about 700 ° C., or in certain embodiments greater than about 700 ° C. According to at least one embodiment, the feedstock exists in a solid state called residue after distillation. In certain embodiments, the hydrocarbon feedstock 102 may contain heavy hydrocarbons. When used, heavy hydrocarbons refer to hydrocarbons having a boiling point above about 360 ° C. and may include aromatic hydrocarbons, as well as alkanes and alkenes. Generally, in certain embodiments, the hydrocarbon feedstock 102 is a full range of crude oil, topped crude oil, refinery-derived product streams, product streams from refined steam cracking processes, liquefied coal, petroleum or tar. Liquid products recovered from sand, bitumen, oil shale, asphaltene, hydrocarbon fractions such as diesel and vacuum gas oil boiling in the range of about 180-about 370 ° C and about 370-about 520 ° C, respectively, and theirs. You can choose from a mixture.

炭化水素原料102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、およびメルカプタン、ならびにチオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、およ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得る。芳香族化合物は、典型的には低い沸点留分に通常見られるよりも高い沸点留分に多く存在する。 Sulfur compounds present in the hydrocarbon feedstock 102 may include sulfides, disulfides, and mercaptans, as well as aromatic molecules such as thiophene, benzothiophene, dibenzothiophene, and alkyldibenzothiophenes such as 4,6-dimethyldibenzothiophene. .. Aromatic compounds are typically more abundant in higher boiling point fractions than normally found in low boiling point fractions.

炭化水素原料102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み得る。

Figure 0006937832
硫黄酸化は制限された標的反応であり、その間に窒素酸化が起こることに留意されたい。2つのタイプは塩基性窒素と中性窒素と考えられる。 The nitrogen-containing compound present in the hydrocarbon raw material 102 may include a compound having the following structure.
Figure 0006937832
Note that sulfur oxidation is a restricted target reaction, during which nitrogen oxidation occurs. The two types are considered basic nitrogen and neutral nitrogen.

少なくとも一実施形態によれば、酸化反応器104は温和な条件で作動することができる。より具体的には、特定の実施形態では、酸化反応器104は、約30℃〜約350℃、あるいは約45℃〜約60℃の温度に維持することができる。酸化反応器104の作動圧力は、約1バール〜約30バール、あるいは約1バール〜約15バール、あるいは約1バール〜約10バール、あるいは約2バール〜約3バールであり得る。酸化反応器104内の炭化水素原料の滞留時間は、約1分〜約120分、あるいは約15分〜約90分、あるいは約5分〜約90分、あるいは約5分〜約30分、あるいは約30分〜約60分であり得、好ましくは炭化水素原料に存在するいずれかの硫黄化合物または窒素化合物の酸化に十分な時間である。少なくとも一実施形態によれば、酸化反応器104内の炭化水素原料の滞留時間は、約15分〜約90分の間である。 According to at least one embodiment, the oxidation reactor 104 can operate under mild conditions. More specifically, in certain embodiments, the oxidation reactor 104 can be maintained at a temperature of about 30 ° C to about 350 ° C, or about 45 ° C to about 60 ° C. The working pressure of the oxidation reactor 104 can be from about 1 bar to about 30 bar, or from about 1 bar to about 15 bar, or from about 1 bar to about 10 bar, or from about 2 bar to about 3 bar. The residence time of the hydrocarbon raw material in the oxidation reactor 104 is about 1 minute to about 120 minutes, or about 15 minutes to about 90 minutes, or about 5 minutes to about 90 minutes, or about 5 minutes to about 30 minutes, or It can be from about 30 minutes to about 60 minutes, preferably sufficient time to oxidize any sulfur or nitrogen compound present in the hydrocarbon feedstock. According to at least one embodiment, the residence time of the hydrocarbon raw material in the oxidation reactor 104 is between about 15 minutes and about 90 minutes.

少なくとも一実施形態によれば、酸化反応器104は硫黄含有化合物および窒素含有化合物を酸化するために、触媒の存在下で炭化水素原料102と酸化剤との間の十分な接触を確実にするように適切に構成される任意の反応器であり得る。炭化水素原料102に存在する硫黄化合物および窒素化合物は、酸化反応器104内でスルホン、スルホキシド、および酸化された窒素化合物に酸化され、それらは続いて抽出または吸着によって除去することができる。様々な種類の反応器を使用することができる。例えば、反応器は、バッチ式反応器、固定床反応器、沸騰床反応器、リフトアップ反応器、流動床反応器、スラリー床反応器、またはそれらの組み合わせであり得る。使用され得る他の種類の適切な反応器は当業者に明らかであり、様々な実施形態の範囲内で考慮されるべきである。適切な酸化された窒素化合物の例としては、ピリジンベースの化合物およびピロールベースの化合物を含み得る。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の隣の炭素原子であると考えられている。酸化された窒素化合物のいくつかの例は、以下の化合物を含み得る。

Figure 0006937832
またはそれらの組み合わせ。 According to at least one embodiment, the oxidation reactor 104 ensures sufficient contact between the hydrocarbon feedstock 102 and the oxidant in the presence of a catalyst to oxidize the sulfur-containing and nitrogen-containing compounds. It can be any reactor that is properly configured. The sulfur and nitrogen compounds present in the hydrocarbon feedstock 102 are oxidized to sulfone, sulfoxide, and oxidized nitrogen compounds in the oxidation reactor 104, which can subsequently be removed by extraction or adsorption. Various types of reactors can be used. For example, the reactor can be a batch reactor, a fixed bed reactor, a boiling bed reactor, a lift-up reactor, a fluidized bed reactor, a slurry bed reactor, or a combination thereof. Other types of suitable reactors that can be used are apparent to those of skill in the art and should be considered within the scope of various embodiments. Examples of suitable oxidized nitrogen compounds may include pyridine-based compounds and pyrrole-based compounds. It is believed that the nitrogen atom is not directly oxidized, but rather it is the carbon atom next to the nitrogen that is actually oxidized. Some examples of oxidized nitrogen compounds may include the following compounds:
Figure 0006937832
Or a combination of them.

少なくとも一実施形態によれば、酸化剤は酸化剤供給流106を介して酸化反応器104に供給される。適切な酸化剤としては、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、およびそれらの組み合わ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 oxidation reactor 104 via the oxidant supply stream 106. Suitable oxidants include air, oxygen, hydrogen peroxide, organic peroxides, hydroperoxides, organic peracids, peroxo acids, nitrogen oxides, ozone and the like, and combinations thereof. The peroxide can be selected from hydrogen peroxide and the like. The hydroperoxide can be selected from t-butyl hydroperoxide and the like. The organic peracid can be selected from peracetic acid and the like.

少なくとも一実施形態によれば、炭化水素原料に存在する酸化剤対硫黄のモル比は、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であり得る。少なくとも一実施形態によれば、酸化剤対硫黄のモル供給比は、約1:1〜約30:1の範囲であり得る。 According to at least one embodiment, the molar ratio of oxidant to sulfur present in the hydrocarbon raw material is from about 1: 1 to about 50: 1, preferably from about 2: 1 to about 20: 1, more preferably about 4. : 1 to about 10: 1. According to at least one embodiment, the molar feed ratio of oxidant to sulfur can be in the range of about 1: 1 to about 30: 1.

少なくとも一実施形態によれば、酸化剤対窒素化合物のモル供給比は、約4:1〜約10:1であり得る。少なくとも一実施形態によれば、供給原料は、例えば、南アメリカの原油、アフリカの原油、ロシアの原油、中国の原油、およびコーカー、熱分解、ビスブレーキング、軽油、FCCサイクルオイルなどの中間精製物流などの、硫黄よりも多い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 oxidant to nitrogen compound can be from about 4: 1 to about 10: 1. According to at least one embodiment, the feedstock is, for example, South American crude oil, African crude oil, Russian crude oil, Chinese crude oil, and intermediate refined logistics such as coker, pyrolysis, bisbraking, gas oil, FCC cycle oil, etc. It can contain more nitrogen compounds than sulfur, such as.

少なくとも一実施形態によれば、触媒供給流108を介して触媒を酸化反応器104に供給することができる。触媒は均一系触媒であり得る。触媒は化学式M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、この場合Mは、周期表のIVB族、VB族または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、およびタングステンを含み得る。モリブデンおよびタングステンは、様々な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。特定の実施形態では、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ときに)水相と共にシステムから排除され得る。 According to at least one embodiment, the catalyst can be supplied to the oxidation reactor 104 via the catalyst supply stream 108. The catalyst can be a homogeneous catalyst. The catalyst may comprise at least one metal oxide having the formula M x O y, in this case M is, IVB of the Periodic Table, a metal selected from Group VB or VIB. The metal may include titanium, vanadium, chromium, molybdenum, and tungsten. Molybdenum and tungsten are two particularly effective catalysts that can be used in various embodiments. In certain embodiments, the used catalyst can be eliminated from the system along with the aqueous phase after the oxidation vessel (eg, when using an aqueous oxidant).

少なくとも一実施形態によれば、触媒対油の比は、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、比は約0.5重量%〜約2.5重量%である。あるいは、この比は約2.5重量%〜約5重量%である。油に対する触媒の他の適切な重量比は当業者に明らかであり、種々の実施形態の範囲内であると考えられるべきである。 According to at least one embodiment, the catalyst to oil ratio is from about 0.1% to about 10% by weight, preferably from about 0.5% to about 5% by weight. In certain embodiments, the ratio is from about 0.5% to about 2.5% by weight. Alternatively, this ratio is from about 2.5% to about 5% by weight. Other suitable weight ratios of catalyst to oil are apparent to those skilled in the art and should be considered within the scope of various embodiments.

酸化反応器104に存在する触媒は、炭化水素原料102中の様々な硫黄含有化合物および窒素含有化合物の酸化速度を増大させること、酸化反応に必要な酸化剤の量を減少させること、またはその両方を可能にする。特定の実施形態において、触媒は、硫黄種の酸化に対して選択的であり得る。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り得る。 The catalyst present in the oxidation reactor 104 increases the oxidation rate of various sulfur-containing compounds and nitrogen-containing compounds in the hydrocarbon raw material 102, reduces the amount of oxidizing agent required for the oxidation reaction, or both. To enable. In certain embodiments, the catalyst may be selective for the oxidation of sulfur species. In other embodiments, the catalyst may be selective for the oxidation of nitrogen species.

酸化反応器104は、酸化された炭化水素流110を生成し、これは炭化水素ならびに酸化された硫黄含有種およ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は、抽出容器112に供給され、そこで酸化された炭化水素流ならびに酸化された硫黄含有種および酸化された窒素含有種が抽出溶媒流137と接触する。抽出溶媒137は極性溶媒とすることができ、特定の実施形態では、約19より大きいヒルデブラント溶解度の値を有することができる。特定の実施形態では、酸化された硫黄含有種および酸化された窒素含有種を抽出する際に使用するための特定の極性溶媒を選択するとき、選択は、非限定的な例として、溶媒密度、沸点、凝固点、粘度、および表面張力に部分的に基づき得る。抽出工程での使用に適した極性溶媒としては、アセトン(ヒルデブランドの値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)、および同様の組成物、または類似の物理的および化学的特性を有する組成物を含み得る。特定の実施形態では、低コスト、揮発性、および極性であるために、アセトニトリルおよびメタノールが好ましい。メタノールは、実施形態で使用するのに特に適した溶媒である。特定の実施形態では、硫黄、窒素、またはリンを含む溶媒は、炭化水素原料からの溶媒の適切な除去を確実にするために、比較的高い揮発性を有することが好ましい。 The oxidation reactor 104 produces an oxidized hydrocarbon stream 110, which can include hydrocarbons as well as oxidized sulfur-containing and oxidized nitrogen-containing species. The oxidized hydrocarbon stream 110 is supplied to the extraction vessel 112, where the oxidized hydrocarbon stream and the oxidized sulfur-containing and oxidized nitrogen-containing species come into contact with the extraction solvent stream 137. The extraction solvent 137 can be a polar solvent and, in certain embodiments, can have a value of Hildebrand solubility greater than about 19. In certain embodiments, when selecting a particular polar solvent for use in extracting oxidized sulfur-containing and oxidized nitrogen-containing species, the selection is, as a non-limiting example, solvent density, It can be based in part on boiling point, freezing point, viscosity, and surface tension. Suitable polar solvents for use in the extraction process include acetone (Hildebrand value 19.7), carbon disulfide (20.5), pyridine (21.7), dimethyl sulfoxide (DMSO) (26.4). , N-propanol (24.9), ethanol (26.2), n-butyl alcohol (28.7), propylene glycol (30.7), ethylene glycol (34.9), dimethyl formamide (DMF) (24) .7), acetonitrile (30), methanol (29.7), and similar compositions, or compositions with similar physical and chemical properties. In certain embodiments, acetonitrile and methanol are preferred because of their low cost, volatility, and polarity. Methanol is a solvent that is particularly suitable for use in embodiments. In certain embodiments, the solvent containing sulfur, nitrogen, or phosphorus is preferably relatively highly volatile to ensure proper removal of the solvent from the hydrocarbon feedstock.

少なくとも一実施形態によれば、抽出溶媒は非酸性である。酸の使用は、酸の腐食性、およびすべての機器が腐食環境用に特別に設計されているという要件により、通常避けられる。さらに、酢酸などの酸は、エマルジョンが形成されるために分離を困難にする可能性がある。 According to at least one embodiment, the extraction solvent is non-acidic. The use of acids is usually avoided due to the corrosiveness of the acid and the requirement that all equipment be specially designed for corrosive environments. In addition, acids such as acetic acid can make separation difficult due to the formation of emulsions.

少なくとも一実施形態によれば、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℃の温度で作動することができる。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。特定の実施形態において、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 extraction vessel 112 can operate at a temperature of about 20 ° C. to about 60 ° C., preferably about 25 ° C. to about 45 ° C., and even more preferably about 25 ° C. to about 35 ° C. .. The extraction vessel 112 can operate at a pressure of about 1 to about 10 bar, preferably about 1 to about 5 bar, more preferably about 1 to about 2 bar. In certain embodiments, the extraction vessel 112 operates at a pressure of about 2 to about 6 bar.

少なくとも一実施形態によれば、抽出溶媒と炭化水素原料との比は、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との間の接触時間は、約1秒〜約60分、好ましくは約1秒〜約10分の間であり得る。特定の好ましい実施形態では、抽出溶媒と酸化された炭化水素流110との間の接触時間は、約15分未満である。特定の実施形態において、抽出容器112は、抽出溶媒と酸化された硫黄含有炭化水素および酸化された窒素含有炭化水素流110との間の接触時間を増加させるため、または2つの溶媒の混合度を増加させるための様々な手段を含み得る。混合手段は、機械のスターラまたは攪拌機、トレイ、または同様の手段を含み得る。 According to at least one embodiment, the ratio of the extraction solvent to the hydrocarbon feedstock is about 1: 3 to about 3: 1, preferably about 1: 2 to about 2: 1, more preferably about 1: 1. obtain. The contact time between the extraction solvent and the oxidized hydrocarbon stream 110 can be between about 1 second and about 60 minutes, preferably between about 1 second and about 10 minutes. In certain preferred embodiments, the contact time between the extraction solvent and the oxidized hydrocarbon stream 110 is less than about 15 minutes. In certain embodiments, the extraction vessel 112 increases the contact time between the extraction solvent and the oxidized sulfur-containing hydrocarbon and oxidized nitrogen-containing hydrocarbon stream 110, or a mixture of the two solvents. It may include various means for increasing. The mixing means may include a mechanical stirrer or stirrer, a tray, or similar means.

少なくとも一実施形態によれば、抽出容器112は、抽出溶媒、酸化種(例えば、炭化水素原料102に元々存在していた酸化された硫黄種および酸化された窒素種)、および微量の炭化水素原料102、および抽出炭化水素流118を含むことができる混合流114を生成し、抽出炭化水素流118は、炭化水素原料102と比較して、低減された硫黄および低い窒素含有量を有する炭化水素原料を含み得る。 According to at least one embodiment, the extraction vessel 112 comprises an extraction solvent, an oxidized species (eg, an oxidized sulfur species and an oxidized nitrogen species originally present in the hydrocarbon raw material 102), and a trace amount of the hydrocarbon raw material. 102, and a mixed stream 114 capable of containing the extracted hydrocarbon stream 118, the extracted hydrocarbon stream 118 is a hydrocarbon feedstock with reduced sulfur and lower nitrogen content as compared to the hydrocarbon feedstock 102. Can include.

混合流114は溶媒再生塔116に供給され、そこで抽出溶媒は第1の回収溶媒流117として回収され、酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を含む第1の残留物流123から分離され得る。任意選択で、混合流114を溶媒再生塔116で回収炭化水素流124に分離することができ、これは炭化水素原料102からの混合流114に存在する炭化水素を含むことができる。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、および回収炭化水素流124に分離するように構成された蒸留塔であり得る。 The mixed stream 114 is supplied to the solvent regeneration tower 116, where the extraction solvent can be recovered as the first recovery solvent stream 117 and separated from the first residual distribution 123 containing the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound. .. Optionally, the mixed flow 114 can be separated into a recovered hydrocarbon flow 124 at the solvent regeneration tower 116, which can include the hydrocarbons present in the mixed flow 114 from the hydrocarbon raw material 102. The solvent regeneration column 116 may be a distillation column configured to separate the mixed stream 114 into a first recovered solvent stream 117, a first residual physical distribution 123, and a recovered hydrocarbon stream 124.

抽出炭化水素流118をストリッパー120に供給することができ、それは、蒸留塔また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り得る。特定の実施形態では、混合流114の一部をライン122を介してストリッパー120に供給することができ、抽出炭化水素流118と任意選択で組み合わせることができる。特定の実施形態では、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、これをストリッパー120に供給することができ、回収炭化水素流124は任意選択に、抽出炭化水素流118または混合流114の一部と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ー120に供給することができる。 The extraction hydrocarbon stream 118 can be supplied to the stripper 120, which can be like a distillation column or a container designed to separate the hydrocarbon production stream from the residual extraction solvent. In certain embodiments, a portion of the mixed flow 114 can be fed to the stripper 120 via a line 122 and optionally combined with an extracted hydrocarbon flow 118. In certain embodiments, the solvent regeneration tower 116 can generate a recovered hydrocarbon stream 124, which can be supplied to the stripper 120, which optionally the recovered hydrocarbon stream 118 or It can be brought into contact with a portion of the mixed stream 114, which can be supplied to the stripper 120 via the line 122.

ストリッパー120は、そこに供給された様々な流れを、炭化水素原料102と比較して減少した硫黄および窒素含有量を有する除去油流126と第2の回収溶媒流128とに分離する。 The stripper 120 separates the various streams supplied therein into a removal oil stream 126 and a second recovery solvent stream 128 having a reduced sulfur and nitrogen content compared to the hydrocarbon feedstock 102.

特定の実施形態では、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に再循環することができる。任意選択で、新鮮な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、またはその両方と混合し、抽出容器112に供給することができる。 In certain embodiments, the first recovery solvent stream 117 can be mixed with the second recovery solvent stream 128 and recirculated to the extraction vessel 112. Optionally, a replenishment solvent stream 132, which can contain fresh solvent, can be mixed with the first recovery solvent stream 117, the second recovery solvent stream 128, or both and supplied to the extraction vessel 112. ..

酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物などの酸化された化合物を含み、低濃度の炭化水素系の材料も含むことができる第1の残留物流123は、FCCユニット130に供給することができ、そこで液体生成物(炭化水素を含む)136を回収することができる。少なくとも一実施形態によれば、スルホンなどの酸化された硫黄化合物、および酸化された窒素化合物は、約343℃〜約524℃、あるいは約360℃〜約550℃の範囲の沸点を有する炭化水素などの重質炭化水素に埋め込まれている。 The first residual distribution 123, which comprises an oxidized compound such as an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen compound and can also contain a low concentration hydrocarbon-based material, can be supplied to the FCC unit 130. There, 136 liquid products (including hydrocarbons) can be recovered. According to at least one embodiment, the oxidized sulfur compound such as sulfone and the oxidized nitrogen compound are hydrocarbons having a boiling point in the range of about 343 ° C to about 524 ° C, or about 360 ° C to about 550 ° C. It is embedded in heavy hydrocarbons.

第1の残留物流123がFCCユニット130に送られる種々の実施形態によれば、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、第1の残留物流123から液体生成物136を回収するべくFCC供給流134と接触分解させる。少なくとも一実施形態によれば、触媒は、高温固体ゼオライト活性触媒粒子を含み得る。少なくとも一実施形態によれば、懸濁液を形成するための約1barg(ゲージ圧)〜約200bargの範囲の圧力で、FCC供給流134に対する触媒の重量比は、約1〜約15の範囲内である。触媒とFCC供給流134の他の適切な比および作動条件は当業者に明らかであり、種々の実施形態の範囲内であると考えられるべきである。 According to various embodiments in which the first residual physical distribution 123 is sent to the FCC unit 130, the first residual physical distribution 123 is brought into contact with the FCC supply stream 134 in the presence of a catalyst, and the liquid from the first residual physical distribution 123. The product 136 is contact-decomposed with the FCC supply stream 134 to recover. According to at least one embodiment, the catalyst may include high temperature solid zeolite active catalyst particles. According to at least one embodiment, at pressures in the range of about 1 barg (gauge pressure) to about 200 barg for forming suspensions, the weight ratio of catalyst to FCC feed stream 134 is in the range of about 1 to about 15. Is. Other suitable ratios and operating conditions of catalyst to FCC feed stream 134 are apparent to those skilled in the art and should be considered within the scope of various embodiments.

少なくとも一実施形態によれば、次いで、懸濁液を約300℃〜約650℃未満の温度(図示せず)で、ライザー反応ゾーンまたはダウナーに通過させて、該供給流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もたらしながら、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 between about 300 ° C. and less than about 650 ° C. (not shown) to avoid thermal conversion of the feed stream 134. Then, the FCC supply stream 134 is catalytically cracked while providing a hydrocarbon residence time of about 0.1 seconds to about 10 minutes.

少なくとも一実施形態によれば、低沸点成分と固体触媒粒子はその後分離され回収される。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と、本質的に一酸化炭素と二酸化炭素とからなるガス状生成物138と、液体生成物136とを生成する条件で作動される流動床において、無水の酸素含有ガスで再生される。再生された触媒の少なくとも一部は戻されて、FCC供給流134(図示せず)と混合される。 According to at least one embodiment, the low boiling point component and the solid catalyst particles are then separated and recovered. At least a portion of the separated solid catalyst particles is a flow operated under conditions that produce a regeneration catalyst 140, a gaseous product 138 essentially consisting of carbon monoxide and carbon dioxide, and a liquid product 136. On the floor, it is regenerated with anhydrous oxygen-containing gas. At least a portion of the regenerated catalyst is returned and mixed with the FCC feed stream 134 (not shown).

少なくとも一実施形態によれば、FCC供給流134に含まれる成分の種類は様々であり得る。FCC供給流134は、非限定的な例として、減圧軽油、常圧残油、脱金属油、全原油、分解シェールオイル、液化石炭、分解ビチューメン、重質コーカー軽油、ならびにLCO、HCOおよびCSOなどのFCC重質生成物を含み得る。表1は、FCCユニットからの典型的な収量を示す。別の例として、FCCユニット130に送られるFCC供給流134は、表2に示される特性を有することができる。FCCユニット130に送られるFCC供給流134に使用することができる他の適切な化合物は、当業者に明らかであり、様々な実施形態の範囲内であると考えられるべきである。

Figure 0006937832
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According to at least one embodiment, the types of components contained in the FCC supply stream 134 can vary. The FCC feed stream 134 includes, as non-limiting examples, depressurized gas oil, atmospheric residual oil, demetallized oil, whole crude oil, cracked shale oil, liquefied coal, cracked bitumen, heavy coker light oil, and LCO, HCO and CSO. FCC heavy products may be included. Table 1 shows typical yields from FCC units. As another example, the FCC supply stream 134 sent to the FCC unit 130 can have the characteristics shown in Table 2. Other suitable compounds that can be used in the FCC supply stream 134 sent to the FCC unit 130 are apparent to those of skill in the art and should be considered within the scope of various embodiments.
Figure 0006937832
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FCCユニット130には様々な種類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れば、FCC触媒粒子は、IVB族、VI族、VII族、VIIIB族、IB族、IIB族、またはそれらの化合物から選択される金属、および公称の直径が200ミクロン未満の触媒粒子を有するゼオライト系マトリックスを含む。FCCユニット130で使用することができる他の適切な種類の触媒は、当業者に明らかであり、様々な実施形態の範囲内であると考えられるべきである。 Various types of catalysts can be used in the FCC unit 130. According to at least one embodiment, the FCC catalytic particles are metals selected from the IVB, VI, VII, VIIIB, IB, IIB, or compounds thereof, and have a nominal diameter of less than 200 microns. Includes a zeolite-based matrix with catalytic particles. Other suitable types of catalysts that can be used in the FCC unit 130 should be apparent to those of skill in the art and considered to be within the scope of various embodiments.

少なくとも一実施形態によれば、FCCユニット130の作動パラメータは、FCCユニット130に送られるFCC供給流134の種類に応じて変えることができる。FCCユニット130は、約400℃〜約850℃の温度の範囲で行われる。別の実施形態によれば、FCCユニット130は、約1barg〜約200bargの範囲の圧力で作動することができる。別の実施形態によれば、FCCユニット130は、約0.1秒〜約3600秒の範囲の滞留時間で作動することができる。FCCユニット130のための他の適切な作動パラメータは当業者に明らかであり、種々の実施形態の範囲内であると考えられるべきである。FCCユニット130から回収された成分の性質は、炭化水素FCC供給流134の組成に応じて変わる。 According to at least one embodiment, the operating parameters of the FCC unit 130 can be varied depending on the type of FCC supply stream 134 sent to the FCC unit 130. The FCC unit 130 is carried out in a temperature range of about 400 ° C to about 850 ° C. According to another embodiment, the FCC unit 130 can operate at a pressure in the range of about 1 barg to about 200 barg. According to another embodiment, the FCC unit 130 can operate with a residence time in the range of about 0.1 seconds to about 3600 seconds. Other suitable operating parameters for the FCC unit 130 will be apparent to those of skill in the art and should be considered within the scope of various embodiments. The properties of the components recovered from the FCC unit 130 vary depending on the composition of the hydrocarbon FCC supply stream 134.

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、酸化反応器104、抽出容器112、溶媒再生塔116、ストリッパー120、およびFCCユニット130を含む。 FIG. 2 provides an embodiment for recovering hydrocarbons from a feed stream. The hydrocarbon recovery system 200 includes an oxidation reactor 104, an extraction vessel 112, a solvent regeneration tower 116, a stripper 120, and an FCC unit 130.

図1に示す実施形態に関して前述したように、酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物などの酸化された化合物を含み、低濃度の炭化水素系の材料も含むことができる第1の残留物流123は、FCCユニット130に供給することができ、そこで液体生成物(炭化水素を含む)136を回収することができる。少なくとも一実施形態によれば、スルホンなどの酸化された硫黄化合物、および酸化された窒素化合物は、約343℃〜約524℃、あるいは約360℃〜約550℃の範囲の沸点を有する炭化水素などの重質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 first residual distribution which contains an oxidized compound such as an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen compound and can also contain a low concentration hydrocarbon-based material. The 123 can be supplied to the FCC unit 130, where the liquid product (including hydrocarbons) 136 can be recovered. According to at least one embodiment, the oxidized sulfur compound such as sulfone and the oxidized nitrogen compound are hydrocarbons having a boiling point in the range of about 343 ° C to about 524 ° C, or about 360 ° C to about 550 ° C. It is embedded in heavy hydrocarbons.

第1の残留物流123がFCCユニット130に送られる種々の実施形態によれば、図2に示されるように、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、第1の残留物流123から液体生成物136を回収するべくFCC供給流134と接触分解させる。少なくとも一実施形態によれば、触媒は、高温固体ゼオライト活性触媒粒子を含み得る。少なくとも一実施形態によれば、懸濁液を形成するための約1barg〜約200bargの範囲の圧力で、FCC供給流134に対する触媒の重量比は、約1〜約15の範囲内である。触媒とFCC供給流134の他の適切な比および作動条件は当業者に明らかであり、種々の実施形態の範囲内であると考えられるべきである。 According to various embodiments in which the first residual distribution 123 is sent to the FCC unit 130, the first residual distribution 123 is brought into contact with the FCC supply stream 134 in the presence of a catalyst, as shown in FIG. The liquid product 136 is contact-decomposed with the FCC supply stream 134 in order to recover the liquid product 136 from the first residual physical distribution 123. According to at least one embodiment, the catalyst may include high temperature solid zeolite active catalyst particles. According to at least one embodiment, at pressures in the range of about 1 barg to about 200 barg for forming suspensions, the weight ratio of catalyst to FCC feed stream 134 is in the range of about 1 to about 15. Other suitable ratios and operating conditions of catalyst to FCC feed stream 134 are apparent to those skilled in the art and should be considered within the scope of various embodiments.

少なくとも一実施形態によれば、次いで、懸濁液を約300℃〜約650℃未満の温度(図示せず)で、ライザー反応ゾーンまたはダウナーに通過させて、FCC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もたらしながら、該供給流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 between about 300 ° C. and less than about 650 ° C. (not shown) to avoid thermal conversion of the FCC feed stream 134. Then, the feed stream 134 is catalytically cracked while providing a hydrocarbon residence time of about 0.1 seconds to about 10 minutes.

少なくとも一実施形態によれば、低沸点成分と固体触媒粒子はその後分離され回収される。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と、本質的に一酸化炭素と二酸化炭素とからなるガス状生成物138と、液体生成物136とを生成する条件で作動される流動床において、無水の酸素含有ガスで再生される。再生させた触媒の少なくとも一部は戻されて、FCC供給流134(図示せず)と混合される。 According to at least one embodiment, the low boiling point component and the solid catalyst particles are then separated and recovered. At least a portion of the separated solid catalyst particles is a flow operated under conditions that produce a regeneration catalyst 140, a gaseous product 138 essentially consisting of carbon monoxide and carbon dioxide, and a liquid product 136. On the floor, it is regenerated with anhydrous oxygen-containing gas. At least a portion of the regenerated catalyst is returned and mixed with the FCC feed stream 134 (not shown).

さらに図2に示すように、特定の実施形態では、液体生成物136の少なくとも一部は、ライン202を介して酸化反応器104に戻されて再循環され、そこで液体生成物136は軽質サイクル油および重質サイクル油の少なくとも一方を含む。液体生成物136は硫黄を多く含み、酸化反応器104で起こる酸化的脱硫プロセスで脱硫することができる。 Further, as shown in FIG. 2, in certain embodiments, at least a portion of the liquid product 136 is returned to the oxidation reactor 104 via line 202 and recirculated, where the liquid product 136 is a light cycle oil. And contains at least one of the heavy cycle oils. The liquid product 136 is high in sulfur and can be desulfurized by the oxidative desulfurization process that takes place in the oxidation reactor 104.

FCCユニット130には様々な種類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れば、FCC触媒粒子は、IVB族、VI族、VII族、VIIIB族、IB族、IIB族、またはそれらの化合物から選択される金属、および公称の直径が200ミクロン未満の触媒粒子を有するゼオライト系マトリックスを含む。FCCユニット130で使用することができる他の適切な種類の触媒は、当業者に明らかであり、様々な実施形態の範囲内であると考えられるべきである。 Various types of catalysts can be used in the FCC unit 130. According to at least one embodiment, the FCC catalytic particles are metals selected from the IVB, VI, VII, VIIIB, IB, IIB, or compounds thereof, and have a nominal diameter of less than 200 microns. Includes a zeolite-based matrix with catalytic particles. Other suitable types of catalysts that can be used in the FCC unit 130 should be apparent to those of skill in the art and considered to be within the scope of various embodiments.

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、酸化反応器104、抽出容器112、溶媒再生塔116、ストリッパー120、FCCユニット130、および吸着塔302を含む。 FIG. 3 provides an embodiment for recovering hydrocarbons from a feed stream. The hydrocarbon recovery system 300 includes an oxidation reactor 104, an extraction vessel 112, a solvent regeneration tower 116, a stripper 120, an FCC unit 130, and an adsorption tower 302.

図3に示すように、特定の実施形態では、除去油流126を吸着塔302に供給することができ、そこで除去油流126を、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、および酸化および溶媒抽出工程後に炭化水素生成物流に残留する金属などの1つ以上の様々な不純物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 a particular embodiment, the removal oil stream 126 can be supplied to the adsorption tower 302, where the removal oil stream 126 is supplied with a sulfur-containing compound, an oxidized sulfur compound, a nitrogen-containing compound, and oxidation. It can be contacted with one or more adsorbents designed to remove the nitrogen compounds produced and one or more various impurities such as metals remaining in the hydrocarbon production stream after oxidation and solvent extraction steps.

様々な実施形態によれば、1つ以上の吸着剤は活性炭、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、および、酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物および他の無機吸着剤に対して親和性を有する、新鮮な、使用済みの、再生された、または回復された触媒を含み得る。特定の実施形態では、吸着剤は、シリカゲル、アルミナ、および活性炭などの様々な高表面積支持材料に塗布されたかそれらを被覆する極性ポリマーを含むことができる。様々な支持材料の被覆に使用するための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、およびそれらの組み合わせが挙げられる。 According to various embodiments, one or more adsorbents can be activated carbon, silica gel, alumina, natural clay, silica-alumina, zeolites, and oxidized sulfur and oxidized nitrogen compounds and other inorganic adsorbents. It may include fresh, used, regenerated or restored catalysts that have an affinity for it. In certain embodiments, the adsorbent can include polar polymers that are applied to or coat various high surface area support materials such as silica gel, alumina, and activated carbon. Examples of polar polymers for use in coating various supporting materials include polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene, polyester terephthalate, polyurethane, other similar polymer species that show affinity for oxidized sulfur species, and The combination thereof can be mentioned.

少なくとも一実施形態によれば、吸着塔302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℃の温度で作動することができる。特定の実施形態では、吸着塔は、約10℃〜40℃の温度で作動することができる。特定の実施形態では、吸着塔は、約20℃を超える温度で、あるいは約60℃未満の温度で作動することができる。吸着塔302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バールの圧力で作動することができる。特定の実施形態において、吸着塔302は、約2〜約5バールの圧力で作動することができる。少なくとも一実施形態によれば、吸着塔は、約25℃〜約35℃の温度および約1〜約2バールの圧力で作動することができる。除去油流と吸着剤との重量比は、約1:1〜約20:1、あるいは約10:1である。 According to at least one embodiment, the adsorption tower 302 can operate at a temperature of about 20 ° C. to about 60 ° C., preferably about 25 ° C. to about 40 ° C., and even more preferably about 25 ° C. to about 35 ° C. .. In certain embodiments, the adsorption tower can operate at a temperature of about 10 ° C. to 40 ° C. In certain embodiments, the adsorption tower can operate at temperatures above about 20 ° C. or below about 60 ° C. The adsorption tower 302 can operate at a pressure of up to about 15 bar, preferably up to about 10 bar, and even more preferably about 1-2 bar. In certain embodiments, the adsorption tower 302 can operate at a pressure of about 2 to about 5 bar. According to at least one embodiment, the adsorption tower can operate at a temperature of about 25 ° C. to about 35 ° C. and a pressure of about 1 to about 2 bar. The weight ratio of the removed oil stream to the adsorbent is about 1: 1 to about 20: 1, or about 10: 1.

吸着塔302は、供給物を、非常に低い硫黄含有量(例えば、15ppmw未満の硫黄)、およ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304と、第2の残留物流306とに分離する。第2の残留物流306は、酸化された硫黄含有化合物および酸化された窒素含有化合物を含み、任意選択で第1の残留物流123と混合してFCCユニット130に供給し、前述のように処理できる。吸着剤は、使用済み吸着剤をメタノールまたはアセトニトリルなどの極性溶媒と接触させて、吸着された酸化された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。特定の実施形態では、吸着された化合物の除去を容易にするために、熱、ストリッピングガス、またはその両方を使用することもできる。吸着された化合物を除去するための他の適切な方法は当業者に明らかであり、種々の実施形態の範囲内であると考えられるべきである。 The adsorption tower 302 feeds the feed with an extracted hydrocarbon product stream 304 having a very low sulfur content (eg, less than 15 ppmw sulfur) and a very low nitrogen content (eg, less than 10 ppmw nitrogen). It is separated into the residual physical distribution 306 of 2. The second residual physical distribution 306 contains an oxidized sulfur-containing compound and an oxidized nitrogen-containing compound, and can optionally be mixed with the first residual physical distribution 123 and supplied to the FCC unit 130 and processed as described above. .. The adsorbent can be regenerated by contacting the used adsorbent with a polar solvent such as methanol or acetonitrile to desorb the adsorbed oxidized compound from the adsorbent. In certain embodiments, heat, stripping gas, or both can also be used to facilitate the removal of adsorbed compounds. 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、酸化的脱硫(酸化および抽出工程)およびFCCユニットのためのプロセスフロー図を示す。容器10、16、20および25はそれぞれ酸化、抽出、溶媒の回収およびFCC容器である。
[Example]
FIG. 4 shows a process flow diagram for oxidative desulfurization (oxidation and extraction steps) and FCC unit. Containers 10, 16, 20 and 25 are oxidation, extraction, solvent recovery and FCC containers, respectively.

500ppmwの硫黄元素、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)の密度を含む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:モリブデンベースのMo(VI)
反応時間:30分
温度:80℃
圧力:1平方センチメートルあたり1キログラム(Kg/cm

Figure 0006937832
Figure 0006937832
Hydrogenated straight-run diesel containing 500 ppmw of sulfur element, 0.28 wt% organic sulfur and a density of 0.85 kilograms (Kg / l) per liter was oxidatively desulfurized. The reaction conditions were as follows.
Hydrogen peroxide: sulfur molar ratio: 4: 1
Catalyst: Molybdenum-based Mo (VI)
Reaction time: 30 minutes Temperature: 80 ° C
Pressure: 1 kilogram per square centimeter (Kg / cm 2 )
Figure 0006937832
Figure 0006937832

少なくとも一実施形態によれば、FCCユニットは、触媒対油の比率5で518℃で作動され、それは供給原料の67重量%転化率をもたらした。酸化工程で生成されたスルホンに加えて、アラビアの原油に由来する直留減圧軽油を配合成分として使用した。供給原料は、2.65重量%の硫黄および0.13重量%のミクロカーボン残渣を含有していた。供給原料の中間および95重量%沸点は、それぞれ408℃および455℃であった。 According to at least one embodiment, the FCC unit was operated at 518 ° C. with a catalyst to oil ratio of 5, which resulted in a conversion of 67% by weight of feedstock. In addition to the sulfone produced in the oxidation step, a straight-run vacuum gas oil derived from Arabian crude oil was used as a compounding component. The feedstock contained 2.65% by weight sulfur and 0.13% by weight microcarbon residue. The intermediate and 95% by weight boiling points of the feedstock were 408 ° C and 455 ° C, respectively.

供給原料のFCC転化率は、式(1)を用いて、以下のように計算された。
転化率=ドライガス+LPG+ガソリン+コークス(1)
The FCC conversion rate of the feed raw material was calculated as follows using the formula (1).
Conversion rate = dry gas + LPG + gasoline + coke (1)

使用した触媒は平衡触媒であり、何の処理もせずにそのまま使用した。この触媒は、1グラムあたり131平方メートル(m/g)の表面積と、1グラムあたり0.1878平方センチメートル(cm/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と407ppmwである。FCCプロセスは、次の生成物を生じて触媒にコークスを析出させた。

ドライガス H、CH、C、C
湿ったガス C、C化合物(LPG)
ガソリン C〜C12炭化水素を含有する液体生成物。
一般的な最終沸点は221℃
LCO C12〜C20の炭化水素を含有する軽質サイクル油。
典型的な沸点は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 触媒の固体炭素質堆積物。典型的なC/H比=1
The catalyst used was an equilibrium catalyst and was used as it was without any treatment. The catalyst has a surface area of 131 square meters (m 2 / g) per gram and a pore volume of 0.1878 square centimeters (cm 3 / g) per gram. The contents of nickel and vanadium are 96 ppmw and 407 ppmw, respectively. The FCC process produced the following products to deposit coke on the catalyst.

Dry gas H 2 , CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 4
Moist gas C 3, C 4 compound (LPG)
Gasoline C 5 to C 12 A liquid product containing hydrocarbons.
Typical final boiling point is 221 ° C
A light cycle oil containing hydrocarbons from LCO C 12 to C 20.
A typical boiling point is 221-343 ° C.
A solid carbonaceous deposit of a heavy cycle oil coke catalyst containing C 20 + hydrocarbons with a minimum HCO boiling point of 343 ° C. Typical C / H ratio = 1

FCCプロセスで製造されたコークスは、処理された供給原料の2.5重量%であった。生成物収量を表5に示す。

Figure 0006937832
The coke produced by the FCC process was 2.5% by weight of the processed feedstock. The product yields are shown in Table 5.
Figure 0006937832

一実施例によれば、LCOは実施例で使用されたディーゼルと同じ蒸留の範囲で沸騰するので、LCOは酸化工程に再循環された。FCCユニットは説明のために10,000Kg/時の減圧軽油を処理するように設計されていることに留意されたい。当業者に明らかであり、様々な実施形態の範囲内で考慮されるように、FCCユニットは任意の容量で設計することができ、設計の変更は、追加の供給物を取り扱うための酸化/抽出工程に対して行うことができる。物質の収支は処理される供給原料の量に比例する。処理工程、酸化、抽出およびFCCをそれぞれ表6〜表8に示す。

Figure 0006937832
Figure 0006937832
Figure 0006937832
According to one example, the LCO boils in the same distillation range as the diesel used in the example, so the LCO was recirculated to the oxidation step. It should be noted that the FCC unit is designed to process 10,000 kg / hour of reduced gas oil for illustration purposes. The FCC unit can be designed in any capacity, as will be apparent to those skilled in the art and will be considered within the scope of various embodiments, and design changes will oxidize / extract to handle additional supplies. Can be done for the process. The mass balance is proportional to the amount of feedstock processed. The treatment steps, oxidation, extraction and FCC are shown in Tables 6-8, respectively.
Figure 0006937832
Figure 0006937832
Figure 0006937832

本明細書に記載の方法およびシステムは、酸化的脱硫および脱窒素プロセスを、流動接触分解ユニットと連結することによって、芳香族硫黄、窒素化合物、および芳香族流からの液状炭化水素の量を増加させると考えられる。さらに、酸化反応副生成物(すなわち、酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物)を廃棄するためのいずれの効率的な方法もないと考えられている。実施形態は、化合物を廃棄する必要なしに酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を廃棄する方法を提供する。 The methods and systems described herein increase the amount of aromatic sulfur, nitrogen compounds, and liquid hydrocarbons from aromatic streams by linking oxidative desulfurization and denitrification processes with fluid catalytic cracking units. It is thought that it will cause. Moreover, it is believed that there is no efficient way to dispose of oxidation reaction by-products (ie, oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds). The embodiment provides a method of disposing of oxidized sulfur compounds and oxidized nitrogen compounds without the need to dispose of the compounds.

様々な実施形態を詳細に説明してきたが、本原理および範囲から逸脱することなく、様々な変更、置き換え、および改変を行うことができることを理解されたい。したがって、範囲は、添付の特許請求の範囲およ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。 Although the various embodiments have been described in detail, it should be understood that various modifications, replacements, and modifications can be made without departing from this principle and scope. Therefore, the scope should be determined by the appended claims and their appropriate legal equivalents.

単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り複数の指示対象を含む。 The singular forms "a", "an" and "the" include a plurality of referents unless the context clearly indicates otherwise.

任意選択のまたは任意選択的にとは、後述の事象または状況が発生してもしなくてもよいことを意味する。説明には、事象または状況が発生した場合と発生しなかった場合が含まれる。 Optional or optional 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 occur.

範囲は、概ね1つの特定の値から概ね別の特定の値までとして表現され得る。そのような範囲が表される場合、他の実施形態は、その範囲内のすべての組み合わせと共に、1つの特定の値からまたは他方の特定の値までのものであることが理解されるべきである。

The range can be expressed as approximately one particular value to approximately another specific value. When such a range is represented, it should be understood that other embodiments, along with all combinations within that range, are from one particular value to or from the other. ..

Claims (42)

炭化水素原料から成分を回収する方法であって、
前記炭化水素原料を酸化反応器に供給する工程であって、前記炭化水素原料が硫黄化合物および窒素化合物を含む、工程、
前記炭化水素原料に存在する硫黄化合物および窒素化合物を選択的に酸化して炭化水素および酸化された硫黄化合物およ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のに十分な条件下で、前記酸化反応器にて前記炭化水素原料を酸化剤と接触させる工程、
極性溶媒を用いた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と前記酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を分離して抽出炭化水素流と混合流を生成する工程であって、前記混合流が前記極性溶媒と前記酸化された硫黄化合物と前記酸化された窒素化合物とを含み、前記抽出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および窒素化合物を含む、工程、
蒸留塔を用いて前記混合流を第1の回収極性溶媒流と第1の残留物流とに分離する工程であって、前記第1の残留物流が前記酸化された硫黄化合物と前記酸化された窒素化合物とを含む工程、
前記第1の残留物流を流動接触分解ユニットに供給する工程であって、前記流動接触分解ユニットは、酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を接触分解して再生触媒ならびにガス状および液体生成物を生成して前記第1の残留物流から炭化水素を回収することを可能にするよう動作する、工程、および
前記液体生成物中の硫黄化合物を選択的に酸化するために、前記液体生成物の少なくとも一部を前記酸化反応器に再循環させる工程であって、前記液体生成物の一部は、軽質サイクル油および重質サイクル油のうちの少なくとも1つを含む、工
を特徴とする方法。
A method of recovering components from hydrocarbon raw materials,
Wherein a hydrocarbon feed is feeding the oxidation reactor, wherein the hydrocarbon feedstock contains sulfur compounds and nitrogen compounds, as Engineering,
Conditions sufficient to selectively oxidize the sulfur compound and nitrogen compound present in the hydrocarbon raw material to generate an oxidized hydrocarbon stream containing the hydrocarbon and the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound. In the step of bringing the hydrocarbon raw material into contact with the oxidizing agent in the oxidation reactor,
It is a step of separating the hydrocarbon in the oxidized hydrocarbon stream from the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound by solvent extraction using a polar solvent to generate an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream. The mixed stream contains the polar solvent, the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound, and the extracted hydrocarbon stream contains a sulfur compound and a nitrogen compound having a concentration lower than that of the hydrocarbon raw material . as Engineering,
A step of separating the mixed stream into a first recovered polar solvent stream and a first residual stream using a distillation column, wherein the first residual stream is the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen. and a compound as including engineering,
In the step of supplying the first residual logistics to the fluid cracking unit, the cracking cracking unit catalytically decomposes an oxidized sulfur compound and an oxidized nitrogen compound to generate a regeneration catalyst and gaseous and liquid products. operative to generate an object makes it possible to recover hydrocarbons from the first residue stream, as engineering, and to selectively oxidize the sulfur compounds of said liquid product, the liquid product a step of recycling at least a portion of an object to the oxidation reactor, a portion of the liquid product comprises at least one of the light cycle oil and heavy cycle oil, engineering as <br / > A method characterized by.
前記抽出炭化水素流をストリッパーに供給して、第2の回収極性溶媒流および除去された炭化水素流を生成する工程、および
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、および前記酸化された窒素化合物を前記分離するために、第1の回収極性溶媒流および前記第2の極性溶媒流を抽出容器に再循環させる工程、
をさらに特徴とする、請求項1に記載の方法。
The step of feeding the extracted hydrocarbon stream to the stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a removed hydrocarbon stream, and the hydrocarbon in the oxidized hydrocarbon stream, the oxidized sulfur. A step of recirculating the first recovered polar solvent stream and the second polar solvent stream to the extraction vessel in order to separate the compound and the oxidized nitrogen compound.
The method according to claim 1, further comprising.
流動接触分解供給流を用いて前記再生触媒の一部を前記流動接触分解ユニットに再循環させる工程であって、前記流動接触分解供給流を前記再生触媒の一部を用いて接触分解して前記炭化水素を前記第1の残留物流から回収する工程をさらに特徴とする、再循環させる工程
をさらに特徴とする、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。
A step of recirculating a part of the regeneration catalyst to the flow catalytic cracking unit using a fluidized cracking feed stream, wherein the fluidized cracking feed stream is catalytically cracked using a part of the regeneration catalyst. The method according to any one of claims 1 or 2, further comprising a step of recovering the hydrocarbon from the first residual cracking, further comprising a step of recirculating the hydrocarbon.
前記酸化剤が、空気、酸素、過酸化物、ヒドロペルオキシド、オゾン、窒素酸化された化合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of air, oxygen, peroxide, hydroperoxide, ozone, nitrogen-oxidized compounds, and combinations thereof. .. 前記炭化水素原料を酸化剤と前記接触させることが、式Mを有する金属酸化物を含み、Mが周期表のIVB族、VB族およびVIB族から選択される元素である触媒の存在下で起こる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 That the contacting with the oxidizing agent the hydrocarbon feedstock comprises a metal oxide having the formula M x O y, the presence of a catalyst an element M is Group IVB of the periodic table is selected from VB and VIB The method according to any one of claims 1 to 4, which occurs below. 前記硫黄化合物が、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、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the sulfur compound comprises a sulfide, a disulfide, a mercaptan, a thiophene, a benzothiophene, a dibenzothiophene, an alkyl derivative of dibenzothiophene, or a combination thereof. 前記酸化反応器が、2〜350℃の温度および100〜1000kPaの圧力に維持される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 The oxidation reactor is maintained at a pressure of 2 0 to 3 50 ° C. temperature and 100~1000KPa, method according to any one of claims 1 to 6. 前記酸化剤対前記炭化水素原料に存在する硫黄化合物の比が4:1〜10:1である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the ratio of the oxidant to the sulfur compound present in the hydrocarbon raw material is 4 : 1 to 10: 1. 前記極性溶媒が19より大きいヒルデブラント値を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the polar solvent has a hildebrant value greater than 19. 前記極性溶媒が、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、メタノールおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 The protic solvent is selected from the group consisting of acetone, carbon disulfide, pyridine, dimethyl sulfoxide, n-propanol, ethanol, n-butanol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethylformamide, acetonitrile, methanol and combinations thereof. The method according to any one of claims 1 to 9. 前記極性溶媒がアセトニトリルである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the polar solvent is acetonitrile. 前記極性溶媒がメタノールである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the polar solvent is methanol. 前記溶媒抽出が、20℃〜60℃の温度および100〜1000kPaの圧力で行われる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the solvent extraction is carried out at a temperature and 100~1000kPa pressure of 2 0 ℃ ~6 0 ℃, the method according to any one of claims 1 to 12. 前記抽出炭化水素流を吸着塔に供給する工程であって、前記吸着塔が、前記抽出炭化水素流に存在する酸化された化合物を除去するのに適した吸着剤を装入し、前記吸着塔が高純度炭化水素生成物流と第2の残留物流を生成し、前記第2の残留物流が前記酸化された化合物の一部を含む供給する工程
をさらに特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
In the step of supplying the extracted hydrocarbon stream to the adsorption tower, the adsorption tower is charged with an adsorbent suitable for removing the oxidized compound present in the extracted hydrocarbon stream, and the adsorption tower is charged with an adsorbent suitable for removing the oxidized compound. 1. The method described in item 1.
前記第2の残留物流を前記流動接触分解ユニットに供給する工程
をさらに特徴とする、請求項14に記載の方法。
The method according to claim 14, further comprising a step of supplying the second residual physical distribution to the fluidized catalytic cracking unit.
前記吸着剤が、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、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項14に記載の方法。 14. The method of claim 14, wherein the adsorbent is selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, alumina, natural clay, silica-alumina, zeolites, and combinations thereof. 前記吸着剤がポリマー被覆支持体であり、前記支持体が大きな表面積を有し、シリカゲル、アルミナ、シリカ―アルミナ、ゼオライト、および活性炭からなる群から選択され、前記ポリマーが、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリウレタンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項14に記載の方法。 The adsorbent is a polymer-coated support, the support having a large surface area and selected from the group consisting of silica gel, alumina, silica-alumina, zeolite, and activated carbon, wherein the polymer is polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene. It is selected from polyurethane and combinations thereof the method of claim 14. 前記第1の残留物流を前記流動接触分解ユニットに供給することが、触媒の存在下で前記第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させて前記第1の残留物流から炭化水素を回収することをさらに特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。 Supplying the first residual stream to the flow catalytic cracking unit causes the first residual stream to come into contact with the fluid catalytic cracking supply stream in the presence of a catalyst to catalytically crack the fluid cracking supply stream. The method according to any one of claims 1 to 17, further comprising recovering a hydrocarbon from the first residual physical distribution. 流動接触分解供給流が、減圧軽油、常圧残油、脱金属油、全原油、分解シェールオイル、液化石炭、分解ビチューメン、重質コーカー軽油、軽質サイクル油、重質サイクル油、清澄化スラリー油、またはそれらの組み合わせを含む、請求項18に記載の方法。 Fluid contact decomposition supply flow is reduced pressure light oil, normal pressure residual oil, demetallized oil, total crude oil, decomposed shale oil, liquefied coal, decomposed bitumen, heavy coker light oil, light cycle oil, heavy cycle oil, clarified slurry oil. , Or a combination thereof, according to claim 18. 炭化水素原料から成分を回収する方法であって、
前記炭化水素原料を酸化反応器に供給する工程であって、前記炭化水素原料が硫黄化合物および窒素化合物を含む、工程、
前記炭化水素原料に存在する硫黄化合物および窒素化合物を選択的に酸化して炭化水素および酸化された硫黄化合物およ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のに十分な条件下で、前記酸化反応器にて前記炭化水素原料を酸化剤と接触させる工程、
極性溶媒を用いた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と前記酸化された硫黄化合物および酸化された窒素化合物を分離して抽出炭化水素流と混合流を生成する工程であって、前記混合流が前記極性溶媒と前記酸化された硫黄化合物と前記酸化された窒素化合物とを含み、前記抽出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および窒素化合物を含む、工程、
蒸留塔を用いて前記混合流を第1の回収極性溶媒流と第1の残留物流とに分離する工程であって、前記第1の残留物流が前記酸化された硫黄化合物と前記酸化された窒素化合物とを含む工程、
前記第1の残留物流を流動接触分解ユニットに供給する工程であって、前記流動接触分解ユニットは、前記酸化された硫黄化合物および前記酸化された窒素化合物を接触分解して再生触媒ならびにガス状および液体生成物を生成して前記第1の残留物流から炭化水素を回収することを可能にするよう動作する、工程、
触媒の存在下で前記第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して前記第1の残留物流から炭化水素を回収する工程、および
前記液体生成物中の硫黄化合物を選択的に酸化するために、前記液体生成物の少なくとも一部を前記酸化反応器に再循環させる工程であって、前記液体生成物の一部は、軽質サイクル油および重質サイクル油のうちの少なくとも1つを含む工
を特徴とする方法。
A method of recovering components from hydrocarbon raw materials,
Wherein a hydrocarbon feed is feeding the oxidation reactor, wherein the hydrocarbon feedstock contains sulfur compounds and nitrogen compounds, as Engineering,
Conditions sufficient to selectively oxidize the sulfur compound and nitrogen compound present in the hydrocarbon raw material to generate an oxidized hydrocarbon stream containing the hydrocarbon and the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound. In the step of bringing the hydrocarbon raw material into contact with the oxidizing agent in the oxidation reactor,
It is a step of separating the hydrocarbon in the oxidized hydrocarbon stream from the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound by solvent extraction using a polar solvent to generate an extracted hydrocarbon stream and a mixed stream. The mixed stream contains the polar solvent, the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound, and the extracted hydrocarbon stream contains a sulfur compound and a nitrogen compound having a concentration lower than that of the hydrocarbon raw material . as Engineering,
A step of separating the mixed stream into a first recovered polar solvent stream and a first residual stream using a distillation column, wherein the first residual stream is the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen. and a compound as including engineering,
In the step of supplying the first residual logistics to the fluid cracking unit, the fluid cracking unit catalytically decomposes the oxidized sulfur compound and the oxidized nitrogen compound to generate a regeneration catalyst and gaseous and gaseous. It operates to allow the to produce a liquid product to recover hydrocarbons from the first residue stream, as Engineering,
A step of contacting the first residual stream with a fluidized cracking feed stream in the presence of a catalyst to catalytically crack the fluid cracking supply stream to recover hydrocarbons from the first residual stream, and the liquid. A step of recirculating at least a portion of the liquid product to the oxidation reactor in order to selectively oxidize the sulfur compound in the product, wherein the portion of the liquid product is a light cycle oil and. wherein the extent of at least 1 Tsuo含free Engineering of heavy cycle oil.
前記抽出炭化水素流をストリッパーに供給して、第2の回収極性溶媒流および除去された炭化水素流を生成する工程、および
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、および前記酸化された窒素化合物を前記分離するために、前記第1の回収極性溶媒流および第2の極性溶媒流を抽出容器に再循環させる工程、
をさらに特徴とする、請求項20に記載の方法。
The step of feeding the extracted hydrocarbon stream to the stripper to produce a second recovered polar solvent stream and a removed hydrocarbon stream, and the hydrocarbon in the oxidized hydrocarbon stream, the oxidized sulfur. A step of recirculating the first recovered polar solvent stream and the second polar solvent stream to the extraction vessel in order to separate the compound and the oxidized nitrogen compound.
The method according to claim 20, further comprising.
前記流動接触分解供給流を用いて前記再生触媒の一部を前記流動接触分解ユニットに再循環させる工程であって、前記流動接触分解供給流を前記再生触媒の一部を用いて接触分解して前記炭化水素を前記第1の残留物流から回収する工程をさらに特徴とする、請求項20〜21のいずれか一項に記載の方法。 A step of recirculating a part of the regeneration catalyst to the flow catalytic cracking unit using the fluidized catalytic cracking supply stream, wherein the fluidized cracking feed stream is catalytically cracked using a part of the regeneration catalyst. It further characterized the step of recovering the hydrocarbon from the first residue stream, the method according to any one of claims 20-21. 前記酸化剤が、空気、酸素、過酸化物、ヒドロペルオキシド、オゾン、窒素酸化された化合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項20〜22のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 20 to 22, wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of air, oxygen, peroxide, hydroperoxide, ozone, nitrogen-oxidized compounds, and combinations thereof. .. 前記炭化水素原料を酸化剤と前記接触させることが、式Mを有する金属酸化物を含み、Mが周期表のIVB族、VB族およびVIB族から選択される元素である触媒の存在下で起こる、請求項20〜23のいずれか一項に記載の方法。 That the contacting with the oxidizing agent the hydrocarbon feedstock comprises a metal oxide having the formula M x O y, the presence of a catalyst an element M is Group IVB of the periodic table is selected from VB and VIB The method of any one of claims 20-23, which occurs below. 前記硫黄化合物が、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、またはそれらの組み合わせを含む、請求項20〜24のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 20 to 24, wherein the sulfur compound comprises a sulfide, a disulfide, a mercaptan, a thiophene, a benzothiophene, a dibenzothiophene, an alkyl derivative of dibenzothiophene, or a combination thereof. 前記酸化反応器が、2〜350℃の温度および100〜1000kPaの圧力に維持される、請求項20〜25のいずれか一項に記載の方法。 The oxidation reactor is maintained at a pressure of 2 0 to 3 50 ° C. temperature and 100~1000KPa, method according to any one of claims 20 to 25. 前記酸化剤対前記炭化水素原料に存在する硫黄化合物の比が4:1〜10:1である、請求項20〜26のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 20 to 26, wherein the ratio of the oxidant to the sulfur compound present in the hydrocarbon raw material is 4 : 1 to 10: 1. 前記極性溶媒が19より大きいヒルデブラント値を有する、請求項20〜27のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 20 to 27, wherein the polar solvent has a hildebrant value greater than 19. 前記極性溶媒が、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、メタノールおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項20〜28のいずれか一項に記載の方法。 The protic solvent is selected from the group consisting of acetone, carbon disulfide, pyridine, dimethyl sulfoxide, n-propanol, ethanol, n-butanol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethylformamide, acetonitrile, methanol and combinations thereof. The method according to any one of claims 20 to 28. 前記極性溶媒がアセトニトリルである、請求項20〜29のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 20 to 29, wherein the polar solvent is acetonitrile. 前記極性溶媒がメタノールである、請求項20〜30のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 20 to 30, wherein the polar solvent is methanol. 前記溶媒抽出が、20℃〜60℃の温度および100〜1000kPaの圧力で行われる、請求項20〜31のいずれか一項に記載の方法。 Wherein the solvent extraction is carried out at a pressure of temperature and 100~1000kPa of 2 0 ℃ ~6 0 ℃, the method according to any one of claims 20 to 31. 前記抽出炭化水素流を吸着塔に供給する工程であって、前記吸着塔が、前記抽出炭化水素流に存在する酸化された化合物を前記除去するのに適した吸着剤を装入し、前記吸収塔が高純度炭化水素生成物流と第2の残留物流を生成し、前記第2の残留物流が前記酸化された化合物の一部を含む供給する工程
をさらに特徴とする、請求項20〜32のいずれか一項に記載の方法。
In the step of supplying the extracted hydrocarbon stream to the adsorption tower, the adsorption tower is charged with an adsorbent suitable for removing the oxidized compound present in the extracted hydrocarbon stream, and the absorption is carried out. 20. The method according to any one item.
前記第2の残留物流を前記流動接触分解ユニットに供給する工程
をさらに特徴とする、請求項33に記載の方法。
33. The method of claim 33, further comprising a step of supplying the second residual physical distribution to the fluidized catalytic cracking unit.
前記吸着剤が、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、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項33に記載の方法。 33. The method of claim 33, wherein the adsorbent is selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, alumina, natural clay, silica-alumina, zeolites, and combinations thereof. 前記吸着剤がポリマー被覆支持体であり、前記支持体が大きな表面積を有し、シリカゲル、アルミナ、および活性炭からなる群から選択され、前記ポリマーが、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリウレタン、シリカ―アルミナ、ゼオライト、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項33に記載の方法。 Wherein the adsorbent is a polymer-coated support, said support having a large surface area, silica gel, is selected alumina, and from the group consisting of activated carbon, the polymer is polysulfone, polyacrylonitrile, polystyrene, Polyurethane, silica - 33. The method of claim 33, selected from the group consisting of alumina, zeolite, and combinations thereof. 前記第1の残留物流および前記流動接触分解供給流が、前記触媒対前記第1の残留物流および前記流動接触分解供給流の重量比1〜15の範囲で存在する、請求項20〜36のいずれか一項に記載の方法。 Any of claims 20 to 36, wherein the first residual physical distribution and the fluidized catalytic cracking supply stream are present in a weight ratio of 1 to 15 between the catalyst and the first residual physical distribution and the fluidized catalytic cracking supply stream. The method described in item 1. 前記流動接触分解供給流が、減圧軽油、常圧残油、脱金属油、全原油、分解シェールオイル、液化石炭、分解ビチューメン、重質コーカー軽油、軽質サイクル油、重質サイクル油、清澄化スラリー油、またはそれらの組み合わせを含む、請求項20〜37のいずれか一項に記載の方法。 The fluidized contact cracking feed stream is decompressed gas oil, atmospheric residual oil, demetallized oil, whole crude oil, cracked shale oil, liquefied coal, cracked bitumen, heavy coker light oil, light cycle oil, heavy cycle oil, clarified slurry. The method of any one of claims 20-37, comprising oil, or a combination thereof. 触媒の存在下で前記第1の残留物流を流動接触分解供給流と前記接触させることが、300℃〜650℃の温度の範囲で生じる、請求項20〜38のいずれか一項に記載の方法。 Thereby the said first residue stream and fluid catalytic cracking feed stream contacted in the presence of a catalyst occurs at a range of temperature of 3 00~6 50 ℃, according to any one of claims 20-38 the method of. 触媒の存在下で前記第1の残留物流を流動接触分解供給流と前記接触させることが、0.1秒〜10分の滞留時間で生じる、請求項20〜39のいずれか一項に記載の方法。 The contact of the first residual stream with the fluidized cracking feed stream in the presence of a catalyst is 0 . The method according to any one of claims 20 to 39, which occurs with a residence time of 1 second to 10 minutes. 前記触媒が固体触媒粒子を含み、
低沸点成分および触媒粒子を前記第1の残留物流および前記流動接触分解供給流から分離する工程、および
前記触媒粒子の少なくとも一部を再生する工程
をさらに特徴とする、請求項20〜40のいずれか一項に記載の方法。
The catalyst contains solid catalyst particles
10. The method described in item 1.
前記触媒粒子の少なくとも一部を前記再生することが、再生触媒、および一酸化炭素と二酸化炭素を含むガス状生成物、および液体生成物を生成する条件で作動される流動床において、前記触媒粒子の一部を無水の酸素含有ガスと接触させることを含む、請求項41に記載の方法。 In a fluidized bed in which regeneration of at least a portion of the catalyst particles is actuated under conditions that produce a regeneration catalyst and a gaseous product containing carbon monoxide and carbon dioxide, and a liquid product, the catalyst particles. 41. The method of claim 41, comprising contacting a portion of the above with an anhydrous oxygen-containing gas.
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