JP6942146B2 - 混合溶剤脱れきを利用してディレードコーカー中で高品質コークスを製造するための方法 - Google Patents
混合溶剤脱れきを利用してディレードコーカー中で高品質コークスを製造するための方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、２０１６年４月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／３２７，６６１号の利益を主張する。該仮出願は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
本開示の実施形態は、慨しては、高品質コークスを製造するための方法に関し、より詳細には、混合溶剤脱れきを使用して高品質コークスを製造するための方法に関する。
コークス、詳細には高品質コークスは、様々な産業用途において利用されている。例えば、アノードグレードコークスなどの高品質コークスは、アルミニウム産業において使用され得、ニードルグレードコークスは、スチール産業において使用され得る。コーキング装置は、従来式の油精製処理装置であり、真空蒸留カラムまたは常圧蒸留カラムからの低価値の残油を低分子量の炭化水素ガス、ナフサ、軽質軽油、重質軽油、および石油コークスに変換する。最もよく使用されているコーキング装置は、ディレードコーカーである。基本的なディレードコーキング法では、新たな供給原料が分留塔の下部に導入される。重質の再循環材料および新たな供給原料を含む分留塔底部を加熱炉へと送り、コーキング温度に加熱する。次いで、高温の供給物をコーキング条件に維持されたコークスドラムに入れ、そこで供給物を熱分解して軽質生成物を形成すると共に、重質のフリーラジカル分子はより重質の多核芳香族化合物を形成し、これが「コークス」と称される。加熱炉内での短い滞留時間があることによって、供給物のコーキングは、コーキングドラムへの排出まで「遅延（delayed）」される。揮発性成分はコーカー蒸気として回収されて分留塔に戻され、コークスがドラム内部に堆積する。コークスドラムがコークスで満杯になった時、供給物は別のドラムに切り替えられ、満杯のドラムは冷却され、液圧手段または機械的手段などの従来法によって空にされる。
とはいえ、残油は、かなりの量のアスファルトおよびその他の不純物を有することが知られており、これが高品質コークスの収量を低下させる。よって、従来のアプローチでは、上流の高過酷度の水素化処理および水素化分解を使用して残油を精製することにより、精製された残油がディレードコーカー中で高品質コークス前駆物質（グリーンコークスとも呼ばれる）に変換され得るようにしている。例えば、高過酷度の水素化処理法は、１５０バールより大きい水素分圧において動作し得る。次いで、ディレードコーカー中で製造されたグリーンコークスはか焼されて、アノードコークスまたはニードルコークスを産生し得る。ディレードコーカーの上流の水素化処理はグリーンコークスを生じるが、それは高圧力を必要とすることから非常に高価である。
したがって、高品質コークスを製造するための改良された方法およびシステムに対する必要性が依然として存在する。
本開示の実施形態は、ディレードコーカーの上流の混合溶剤脱れきを使用して高品質コークスを製造することを対象とする。高品質コークスの製造に加えて、高過酷度の水素化処理および水素化分解処理を混合溶剤脱れきに、または混合溶剤脱れきおよび低過酷度の水素化処理に代えることで、高品質コークスを製造するためのコストが著しく低減される。
一実施形態では、残油からグリーンコークスを製造するための方法が提供される。方法は、残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入して供給混合物を製造することを含み、溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含み、溶剤混合物は、０．１〜１０体積％の芳香族溶剤および９０〜９９．９体積％のパラフィン系溶剤を含み、方法は、供給混合物を溶剤脱れき装置へと送って、脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造することを含み、かつ、方法は、ＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送って、グリーンコークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造することを含む。
残油からグリーンコークスを製造するための別の方法では、方法は、残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入して供給混合物を製造することを含み、溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含み、方法は、供給混合物を溶剤脱れき装置へと送って、脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造することを含み、方法は、ＤＡＯ留分を水素化処理装置へと送って、水素化処理されたＤＡＯ留分を製造することを含み、かつ方法は、水素化処理されたＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送って、高品質コークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造することを含む。
記載する実施形態の追加の特徴および利点は、下記する詳細な説明に記載され、また部分的には、その記載から当業者に容易に明らかとなるか、または下記する詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面などに記載する実施形態を実施することにより認識されるであろう。
図面に記載される実施形態はその性質として、実例を挙げるためのものであり、請求項の限定を意図するものではない。さらに、図面の個々の特徴は、詳細な説明を考慮してより完全に明らかとなり、また理解されるであろう。
本開示の実施形態は、残油から高品質コークスを製造するための方法を対象とする。
本出願において使用する場合、「残油」とは、製油所において得られる真空蒸留または常圧蒸留の製造物をいう。常圧残油は、少なくとも３５０℃の温度で沸騰する炭化水素と定義され、減圧残油は少なくとも４５０℃の温度で沸騰する炭化水素と定義される。
本出願において使用する場合、「アノードコークス」、「燃料コークス」、および「ニードルコークス」は、以下の表１に提供する範囲および特性によって定義される。一般に３．５質量（ｗｔ）％より多くの硫黄を有する燃料グレードコークス、および一般に３．５質量（ｗｔ）％未満の硫黄を有するアノードコークスは、各々のコークス中の硫黄含有量に基づいて区別されることが多い。
図１〜４に示す実施形態を参照すると、残油１０１および溶剤混合物を攪拌槽１１０に加えて、供給混合物１１２を製造する。溶剤混合物は、炭素数３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤１０２および少なくとも１つの芳香族溶剤１０３を含む。図１〜４に示すように、パラフィン系溶剤１０２および芳香族溶剤１０３は、別々の供給物として攪拌槽１１０に送られているが、攪拌槽１１０に送られる前にパラフィン系溶剤１０２と芳香族溶剤１０３とが混合され得ることが想定される。一実施形態では、溶剤混合物は、０．１〜１０体積％の芳香族溶剤および９０〜９９．９体積％のパラフィン系溶剤を含む。別の実施形態では、溶剤混合物は、３〜５体積％の芳香族溶剤および９５〜９７体積％のパラフィン系溶剤を含む。
パラフィン系溶剤は、油液からアスファルトを沈殿させて分離し、脱金属または脱アスファルト油を産生する。脱アスファルト油の収量は、溶剤の炭素数の増加に伴って増加するが、脱アスファルト油の品質は低下し得る。芳香族化合物は、より多くの油およびアスファルトを溶解し、結果として、溶剤脱れきステップにおいて、脱アスファルト油の品質を犠牲にしてより多くの油が回収され得る。理論に縛られるものではないが、芳香族溶剤のパーセンテージの変更は、ディレードコーカーでのコーキング処理において製造されるコークスの品質に影響を及ぼし得ることが分かった。１０体積％までの芳香族溶剤、０．１〜５体積％の芳香族溶剤、または３〜５体積％の芳香族溶剤を使用することにより、本実施形態は、高品質コークスの製造のために十分な水準に脱アスファルト油の品質を維持しながら、脱アスファルト油の収量を増加させる。
再び図１〜４を参照すると、供給混合物１１２を溶剤脱れき装置１２０へと送って、脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分１２２およびアスファルト留分１２４を製造する。図１に示すように、ＤＡＯ留分１２２をディレードコーカー１４０へと送ってグリーンコークス１４４およびディレードコーカー廃棄物１４２を製造し得る。
様々な芳香族溶剤およびパラフィン系溶剤が、溶剤混合物における使用のために想定される。溶剤は、ヒルデブラント溶解度パラメーターまたは二次元溶解度因子に基づいて選択することができる。全ヒルデブラント溶解度パラメーター（overall Hildebrand solubility parameter）は、極性の周知の尺度であり、多数の化合物についてまとめられている。（例えば、Journal of Paint Technology, Vol. 39, No. 505, 1967年2月を参照）。溶剤はまた、二次元溶解度パラメーター、すなわち錯形成の溶解度パラメーターおよび力場の溶解度パラメーターによっても記述することができる。（例えば、I. A. Wiehe, Ind. & Eng. Res., 34(1995), 661を参照）。錯形成の溶解度パラメーター成分は水素結合および電子ドナー−アクセプター相互作用を記述し、ある分子の原子と異なる分子の第二の原子との間の特定の配向を必要とする相互作用エネルギーの尺度となる。力場の溶解度パラメーターは、ファンデルワールス相互作用および双極子相互作用を記述し、分子の配向の変化によって影響されない液体の相互作用エネルギーの尺度となる。
本出願において定義するように、極性溶剤は、約８．５より大きい全ヒルデブラント溶解度パラメーター、または１より大きい錯形成の溶解度パラメーターおよび８より大きい力場のパラメーター値を有する溶剤である。当該の溶剤混合物において好適な極性溶剤の例としては、トルエン（８．９１）、ベンゼン（９．１５）、およびキシレン（８．８５）などの単環芳香族化合物などの芳香族溶剤が挙げられる。よって、溶剤混合物は、極性芳香族溶剤と非極性パラフィン系溶剤との混合物を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、パラフィン系溶剤は、炭素数が３〜１２の溶剤であるＣ３〜Ｃ１２パラフィンを含み得る。さらなる実施形態では、パラフィン系溶剤はＣ３〜Ｃ８パラフィンを含み得る。任意選択で、溶剤混合物は少なくとも１つのオレフィン系溶剤を含む。パラフィン系溶剤と同様に、オレフィン系溶剤も３〜８の範囲の炭素数を有し得る。
再び図１〜４を参照すると、様々な処理パラメーターが、溶剤脱れき装置１２０の作動のために好適であると考えられる。溶剤脱れき装置１２０は、溶剤混合物の超臨界の温度および圧力未満のそれぞれ温度および圧力において作動する。１つまたは複数の実施形態では、溶剤脱れき装置は、５０〜４００℃、または６０〜３００℃、または６０〜２００℃、または約７０℃の温度で作動し得る。同様に、１つまたは複数の実施形態では、溶剤脱れき装置１２０は、２０〜８０バール、または３０〜６０バール、または４０バールの圧力で作動し得る。さらに、脱アスファルト油留分およびアスファルト留分の収量は、残油に対するパラフィン系溶剤の比を変化させることによって調整され得る。１つまたは複数の実施形態では、残油に対するパラフィン系溶剤の質量比は、０．１〜２０、または５〜１０、または６〜８である。さらに、残油に対する溶剤混合物（パラフィン系溶剤および芳香族溶剤）の体積比は、０．１：１〜１０：１または２：１〜１０：１である。
本出願は溶剤脱れき装置用の特定の反応器系に限定されないが、図３は、一次セトラータンク１２０ａおよび二次セトラータンク１２０ｂを含む溶剤脱れき装置１２０の一つの可能な例を示す。一次セトラータンク１２０ａは、供給混合物１１２を受け入れるための入口、および中間のＤＡＯ留分１１５を排出するための出口、および第１のアスファルト留分１２４ａ（使用した場合は固体吸着剤など）を排出するための数個の出口を含む。二次セトラータンク１２０ｂは、図示するように任意選択で複数の端部において中間のＤＡＯ留分１１５を受け入れ得、また、ＤＡＯストリーム１２２および第２のアスファルト留分１２４ｂを出力し得る。第１のアスファルト留分１２４ａおよび第２のアスファルト留分１２４ｂは、項目１６０として示すように、さらなるアスファルトの利用および変換ステップを受け得る。限定するものではないが、例えば、アスファルトの利用および変換ステップは、ガス化、アスファルトプールへと送ること、熱分解、またはこれらの組合せを含む。
図４の実施形態を参照すると、少なくとも１つのセパレーターおよびストリッパー装置１５０が溶剤脱れき装置１２０の下流に含まれ得る。図示するように、セパレーターおよびストリッパーユニット１５０は、ＤＡＯ留分１２２から溶剤１５１を除去して溶剤１５１を溶剤脱れき装置１２０へと再循環させ得る。溶剤分離後のＤＡＯ留分１５２は、グリーンコークスの製造のためにディレードコーカー１４０に供給され得る。
図１〜４に示すように、ディレードコーカー１４０は、スイング式に作動される少なくとも２つの並列のドラム１４０ａ、１４０ｂを含み得る。一つのコークスドラムがコークスで満杯になった時に供給物は新たな空のドラムに切り替えられ、満杯のドラムは冷却される。図示するように、入口バルブ１４６および出口バルブ１４８は、ディレードコーカー１４０への流入およびディレードコーカー１４０からの流出を制御し得る。ドラム内に残っているコークスは、通常、水により冷却された後、回収のためにドラム壁から固体コークスを撤去する例えば液圧技術もしくは機械的技術またはこれら両方を使用する従来法によって、コークスドラムから除去される。ドラム１４０ａ、１４０ｂ中のグリーンコークス１４４は、高品質コークスを製造するためにか焼され得る。様々な作動パラメーターが、ディレードコーカー１４０のために好適であると考えられる。例えば、温度は４４０〜５３０℃に及ぶものであり得、圧力は１〜５バールに及ぶものであり得る。
グリーンコークス１４４の製造に加えて、ディレードコーカードラム１４０ａ、１４０ｂは、ディレードコーキング法の間に製造されるディレードコーカー廃棄物１４２（例えば、留出物およびガス）も排出する。図１〜４を参照すると、分留塔１７０は、ディレードコーカー廃棄物１４２と流体連結した入口を含む。分留塔１７０は、重質ナフサ１７２、軽質コーカーガス油１７３、および重質コーカーガス油１７４を分離および排出するための一連の出口ポートも有する。分留塔１７０は、溶剤および軽質ナフサ１７５を排出するための出口も有し、溶剤および軽質ナフサ１７５は、任意選択で、攪拌槽１１０へ、水素化処理装置１３０へ、またはこれら両方へ、再循環される。軽質ナフサのストリームはアルカンとアルケンとの混合物を含む一方、再循環される溶剤は、溶剤脱れき装置１２０へと供給されるパラフィン系溶剤および芳香族溶剤を含む。作動パラメーターによって限定されるものではないが、溶剤および軽質ナフサ１７５は１００℃までの最終沸点を有し得る。一実施形態では、分留塔１７０はまた、底部を通じて、未変換のボトムオイル１７１を排出し得る。別の実施形態では、この未変換のボトムオイル１７１の少なくとも一部分が、再循環ストリーム１７１ａを通じてディレードコーカー１４０へと再循環される。また別の実施形態では、この未変換のボトムオイル１７１の少なくとも一部分が、再循環ストリーム１７１ｂを通じて攪拌槽１１０へと再循環される。さらなる実施形態では、この未変換のボトムオイル１７１の少なくとも一部分が、再循環ストリーム１７１ｃを通じて水素化処理装置１３０へと再循環される。図示していないが、軽質ガスは、ディレードコーカー１４０の下流であるが分留塔１７０の上流にあるフラッシュ装置中で留出物から分離され得る。
図２〜４を参照すると、ＤＡＯ留分１２２を水素化処理装置１３０へと送って、ＤＡＯ留分１２２から硫黄、金属、および窒素を除去してもよく、これによりディレードコーカー１４０の上流において、水素化処理されたＤＡＯ留分１３１を製造し得る。次いで、水素化処理されたＤＡＯ留分１３１をディレードコーカー１４０へと送って、グリーンコークス１４４およびディレードコーカー廃棄物１４２を製造し得る。
様々な水素化処理の方法および構成要素が好適であると考えられ、パラメーターの広範な変更が可能である。とはいえ、これらの水素化処理装置（水素化分解装置とも呼ばれる）が高過酷度条件下で作動される場合、これらの装置の作動コストは高価であり得る。理論によって限定されるものではないが、当該の混合溶剤脱れきは、ディレードコーカー１４０におけるグリーンコークスをそれでもなお達成しつつ、水素化処理装置１３０をより低い苛酷度の条件、結果としてより低いコストで実行することを可能とし得る。１つまたは複数の実施形態では、温度は、３００〜４５０℃または３４０〜４００℃であり得、水素分圧は２０〜１５０バールまたは６０〜１００バールであり得る。これらの圧力は低過酷度の水素化処理と合致し、１５０バールより高い水素分圧を含む高過酷度の水素化処理とは対照的である。ＬＨＳＶは０．５〜１０ｈ−１または１〜２ｈ−１であり得、水素／ＤＡＯ留分の比は１００〜５０００標準リットル／リットル、または１００〜１５００標準リットル／リットルであり得る。さらに、パラメーターは、所望されるハイグレードコークスの種類に基づいて変化し得る。例えば、ニードルコークスが所望の製造物であれば、ニードルコークスはアノードコークスよりも高い純度が必要とされるので、水素化処理装置１３０をより高い温度または圧力において実行する必要があり得る。
限定するものではないが、例えば、水素化処理装置１３０は、固定床反応器、沸騰床反応器、移動床反応器、スラリー床反応器、またはこれらの組合せを含み得る。固定床反応器中で、触媒粒子は静止し、固定された基準フレームに対して動かない。反応の熱放出的な性質により、固定床反応器は複数の触媒床を有し得、廃棄物は床間で冷却され得る。連続して接続された複数の固定床反応器を使用して、３００〜５００℃の範囲内のカットポイントで沸騰する重質供給原料の比較的高い変換を達成することができる。沸騰床反応器は、触媒を含有する鉛直方向の円筒形容器を通じて同時に流れる、液体、または液体、固体、および気体のスラリーのストリームを含む。触媒は液体中に動くように配置され、静止時の集団の体積よりも大きい、液体媒体を通じて分散された総体積を有する。沸騰床反応器中で、触媒は膨張床（expanded bed）内にあることによって、固定床反応器に関連する潜在的なプラッギング問題を阻止する。また、沸騰床反応器中の触媒の流動性は、床の小部分のオンライン触媒交換を可能とし得る。これは、時間と共に変動しない高い総床活性をもたらす。加えて、沸騰床反応器は、系の逆混合の特徴から、等温の作動モードで作動される。供給原料の温度は、沸騰床反応器内で生成された熱を冷却するように調整される。移動床反応器は、固定床の作動のある特定の利点と、沸騰床技術の比較的容易な触媒交換とを兼ね備える。
水素化処理装置１３０に用いられる触媒は、ＤＡＯ留分中の汚染物質の所望の除去および変換を促進できる成分を含み得る。これらの触媒は、支持された活性金属触媒を挙げることができ、ここで活性金属としては、コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン、またはこれらの組合せを挙げることができる。支持体材料は、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、チタニア−シリカライト、シリカ、およびゼオライト、またはこれらの組合せからなる群から選択され得る。
図示していないが、様々な追加の処理装置が上述の実施形態に含まれ得る。例えば、１つまたは複数の吸着カラム（図示せず）が、ＤＡＯ留分を脱硫および脱金属するためにディレードコーカーの上流に配置され得る。吸着カラムは、様々な吸着材料を含み得る。これらの材料は、包まれた形態またはスラリー形態であり得、アタパルガスクレイ、ゼオライト、アルミナ、シリカゲル、シリカ−チタニア、シリカ−アルミナ、その他の精製操作からの使用済みまたは再生触媒、および活性炭素を挙げることができるが、これらに限定されない。さらなる実施形態では、吸着カラムは、１つまたは複数の充填床反応器を含み得る。
実施例
以下の実施例は二つの異なる実施形態の実例を示す。図解用の図１を参照すると、実施例１は、溶剤脱れき装置１２０とディレードコーカー１４０との間に水素化処理装置１３０を有しない、ディレードコーカー１４０中でグリーンコークスを製造する混合溶剤脱れきシステムである。対照的に、図３に図解される実施例２のシステムは、溶剤脱れき装置１２０とディレードコーカー１４０との間の水素化処理装置１３０を利用してグリーンコークスを製造する。
実施例１
実施例２
残油からグリーンコークスを製造するための方法の様々な態様が記載され、そのような態様は様々なその他の態様と組み合わせて利用され得ることが理解されるべきである。
第１の態様では、本開示は、残油からグリーンコークスを製造するための方法を提供する。方法は、残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入して供給混合物を製造することを含む。溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含む。さらに、溶剤混合物は、０．１〜１０体積％の芳香族溶剤および９０〜９９．９体積％のパラフィン系溶剤を含む。方法はまた、供給混合物を溶剤脱れき装置へと送って、脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造すること、およびＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送って、グリーンコークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造することを含む。
第２の態様では、本開示は、残油からグリーンコークスを製造するための方法を提供する。方法は、残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入して供給混合物を製造することを含む。溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含む。方法はまた、供給混合物を溶剤脱れき装置へと送って、脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造すること、ＤＡＯ留分を水素化処理装置へと送って、水素化処理されたＤＡＯ留分を製造すること、および水素化処理されたＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送って、高品質コークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造することを含む。
第３の態様では、本開示は、ディレードコーカー廃棄物を分留塔装置へと送ることをさらに含む、第１または第２の態様の方法を提供する。分留塔装置は、ディレードコーカー廃棄物を、溶剤および軽質ナフサ、重質ナフサ、軽質コーカーガス油、重質コーカーガス油、および未変換のボトムオイルを含む別々の分留塔出力ストリームに分別する。
第４の態様では、本開示は、軽質ナフサがアルカンとアルケンとの混合物を含む、第３の態様の方法を提供する。
第５の態様では、本開示は、溶剤および軽質ナフサを攪拌槽へと再循環させることをさらに含む、第３または第４の態様の方法を提供する。
第６の態様では、本開示は、溶剤が１００℃までの最終沸点を有する、第３から第５のいずれかの態様の方法を提供する。
第７の態様では、本開示は、未変換のボトムオイルを攪拌槽へと再循環させることをさらに含む、第３から第６のいずれかの態様の方法を提供する。
第８の態様では、本開示は、未変換のボトムオイルを水素化処理装置へと再循環させることをさらに含む、第２の態様の方法を提供する。
第９の態様では、本開示は、未変換のボトムオイルをディレードコーカーへと再循環させることをさらに含む、第３から第８のいずれかの態様の方法を提供する。
第１０の態様では、本開示は、アスファルト留分をアスファルトの利用および変換ステップに供することをさらに含む、第１から第９のいずれかの態様の方法を提供する。
第１１の態様では、本開示は、アスファルトの利用および変換ステップが、ガス化、アスファルトプールへと送ること、熱分解、またはこれらの組合せを含む、第１０の態様の方法を提供する。
第１２の態様では、本開示は、溶剤脱れき装置の下流にセパレーターおよびストリッパーをさらに含む、第１から第１１のいずれかの態様の方法を提供する。
第１３の態様では、本開示は、溶剤脱れき装置が、第１のセトラータンクおよび第１のセトラータンクの下流の第２のセトラータンクを含む、第１から第１２のいずれかの態様の方法を提供する。
第１４の態様では、本開示は、第１のセトラータンクが供給混合物を中間のＤＡＯ留分および第１のアスファルト留分へと変換する、第１３の態様の方法を提供する。
第１５の態様では、本開示は、第２のセトラータンクが中間のＤＡＯ留分を第２のアスファルト留分およびＤＡＯ留分へと変換する、第１３または第１４の態様の方法を提供する。
第１６の態様では、本開示は、ディレードコーカーが二つのディレードコーキングドラムを含む、第１から第１５のいずれかの態様の方法を提供する。
第１７の態様では、本開示は、芳香族溶剤が単環芳香族化合物を含む、第１から第１６のいずれかの態様の方法を提供する。
第１８の態様では、本開示は、芳香族溶剤がベンゼン、トルエン、またはこれらの組合せを含む、第１から第１７のいずれかの態様の方法を提供する。
第１９の態様では、本開示は、溶剤混合物が少なくとも１つのオレフィン系溶剤を含む、第１から第１８のいずれかの態様の方法を提供する。
第２０の態様では、本開示は、供給混合物中の溶剤混合物対残油の体積比が０．１：１〜１０：１である、第１から第１９のいずれかの態様の方法を提供する。
第２１の態様では、本開示は、溶剤混合物対残油の体積比が２：１〜１０：１である、第２０の態様の方法を提供する。
第２２の態様では、本開示は、ディレードコーカーからのグリーンコークスをか焼して高品質コークスを製造することをさらに含む、第１から第２１のいずれかの態様の方法を提供する。
第２３の態様では、本開示は、高品質コークスがアノードコークス、ニードルコークス、またはこれら両方を含む、第２２の態様の方法を提供する。
第２４の態様では、本開示は、溶剤脱れき装置が、溶剤混合物の超臨界の温度および圧力より低い温度および圧力において作動する、第１から第２３のいずれかの態様の方法を提供する。
第２５の態様では、本開示は、ディレードコーカーが４４０℃〜５３０℃の温度および１〜５バールの圧力において作動する、第１から第２４のいずれかの態様の方法を提供する。
第２６の態様では、本開示は、水素化処理装置が３００〜４５０℃の温度および２０〜１５０バールの水素分圧において作動する、第２から第２５（twent-fith）のいずれかの態様の方法を提供する。
第２７の態様では、本開示は、芳香族溶剤が少なくとも８．５のヒルデブラント溶解度パラメーターを有する極性溶剤である、第１から第２６のいずれかの態様の方法を提供する。
請求項の主題の精神および範囲から離れることなく、記載した実施形態に対して様々な改良および変更が為され得ることが当業者に明らかなはずである。よって、本明細書は、提供する様々な記載した実施形態の改良および変形が添付の請求項およびそれらの均等の範囲内にある限り、そのような改良および変更をカバーすることを意図する。
本開示にわたって範囲が提供されている。範囲に包含される各個別の値もまた含まれることが想定される。さらに、明示的に開示された範囲に包含される各個別の値によって形成され得る範囲が同様に想定される。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
残油からグリーンコークスを製造するための方法であって、
供給混合物を製造するために残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入することであって、前記溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含み、前記溶剤混合物は、０．１〜１０体積％の芳香族溶剤および９０〜９９．９体積％のパラフィン系溶剤を含む、導入することと、
脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造するために前記供給混合物を溶剤脱れき装置へと送ることと、
前記グリーンコークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造するために前記ＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送ること
を含む、方法。
実施形態２
残油からグリーンコークスを製造するための方法であって、
供給混合物を製造するために残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入することであって、前記溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含む、導入することと、
脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造するために前記供給混合物を溶剤脱れき装置へと送ることと、
水素化処理されたＤＡＯ留分を製造するために前記ＤＡＯ留分を水素化処理装置へと送ることと、
高品質コークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造するために前記水素化処理されたＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送ること
を含む、方法。
実施形態３
前記ディレードコーカー廃棄物を分留塔装置へと送ることをさらに含み、前記分留塔装置が、前記ディレードコーカー廃棄物を、溶剤および軽質ナフサ、重質ナフサ、軽質コーカーガス油、重質コーカーガス油、および未変換のボトムオイルを含む別々の分留塔出力ストリームに分別する、実施形態１または２に記載の方法。
実施形態４
前記軽質ナフサがアルカンとアルケンとの混合物を含む、実施形態３に記載の方法。
実施形態５
前記溶剤および軽質ナフサを前記攪拌槽へと再循環させることをさらに含む、実施形態３または４に記載の方法。
実施形態６
前記溶剤が１００℃までの最終沸点を有する、実施形態３〜５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態７
前記未変換のボトムオイルを前記攪拌槽へと再循環させることをさらに含む、実施形態３〜６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態８
前記未変換のボトムオイルを前記水素化処理装置へと再循環させることをさらに含む、実施形態３〜７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態９
前記未変換のボトムオイルを前記ディレードコーカーへと再循環させることをさらに含む、実施形態３〜８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１０
前記アスファルト留分をアスファルトの利用および変換ステップに供することをさらに含む、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１１
前記アスファルトの利用および変換ステップが、ガス化、アスファルトプールへと送ること、熱分解、またはこれらの組合せを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１２
前記溶剤脱れき装置の下流にセパレーターおよびストリッパーをさらに含む、実施形態1〜１１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１３
前記溶剤脱れき装置が、第１のセトラータンクおよび前記第１のセトラータンクの下流の第２のセトラータンクを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１４
前記第１のセトラータンクが前記供給混合物を中間のＤＡＯ留分および第１のアスファルト留分へと変換する、実施形態１３に記載の方法。
実施形態１５
前記第２のセトラータンクが前記中間のＤＡＯ留分を第２のアスファルト留分および前記ＤＡＯ留分へと変換する、実施形態１３または１４に記載の方法。
実施形態１６
前記ディレードコーカーが二つのディレードコーキングドラムを含む、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１７
前記芳香族溶剤が単環芳香族化合物を含む、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１８
前記芳香族溶剤がベンゼン、トルエン、またはこれらの組合せを含む、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１９
前記溶剤混合物が少なくとも１つのオレフィン系溶剤を含む、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２０
前記供給混合物中の溶剤混合物対残油の体積比が０．１：１〜１０：１である、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２１
前記溶剤混合物対残油の体積比が２：１〜１０：１である、実施形態２０に記載の方法。
実施形態２２
高品質コークスを製造するために前記ディレードコーカーからの前記グリーンコークスをか焼することをさらに含む、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２３
前記高品質コークスがアノードコークスもしくはニードルコークスのうちの一方または両方を含む、実施形態２２に記載の方法。
実施形態２４
前記溶剤脱れき装置が、前記溶剤混合物の超臨界の温度および圧力より低い温度および圧力において作動する、実施形態１〜２３のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２５
前記ディレードコーカーが４４０℃〜５３０℃の温度および１〜５バールの圧力において作動する、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２６
前記水素化処理装置が３００〜４５０℃の温度および２０〜１５０バールの水素分圧において作動する、実施形態２〜２５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２７
前記芳香族溶剤が少なくとも８．５のヒルデブラント溶解度パラメーターを有する極性溶剤である、実施形態１〜２６のいずれか１つに記載の方法。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
残油からグリーンコークスを製造するための方法であって、
供給混合物を製造するために残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入することであって、前記溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含み、前記溶剤混合物は、０．１〜１０体積％の芳香族溶剤および９０〜９９．９体積％のパラフィン系溶剤を含む、導入することと、
脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造するために前記供給混合物を溶剤脱れき装置へと送ることと、
前記グリーンコークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造するために前記ＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送ること
を含む、方法。
実施形態２
残油からグリーンコークスを製造するための方法であって、
供給混合物を製造するために残油および溶剤混合物を攪拌槽に導入することであって、前記溶剤混合物は、炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含む、導入することと、
脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造するために前記供給混合物を溶剤脱れき装置へと送ることと、
水素化処理されたＤＡＯ留分を製造するために前記ＤＡＯ留分を水素化処理装置へと送ることと、
高品質コークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造するために前記水素化処理されたＤＡＯ留分をディレードコーカーへと送ること
を含む、方法。
実施形態３
前記ディレードコーカー廃棄物を分留塔装置へと送ることをさらに含み、前記分留塔装置が、前記ディレードコーカー廃棄物を、溶剤および軽質ナフサ、重質ナフサ、軽質コーカーガス油、重質コーカーガス油、および未変換のボトムオイルを含む別々の分留塔出力ストリームに分別する、実施形態１または２に記載の方法。
実施形態４
前記軽質ナフサがアルカンとアルケンとの混合物を含む、実施形態３に記載の方法。
実施形態５
前記溶剤および軽質ナフサを前記攪拌槽へと再循環させることをさらに含む、実施形態３または４に記載の方法。
実施形態６
前記溶剤が１００℃までの最終沸点を有する、実施形態３〜５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態７
前記未変換のボトムオイルを前記攪拌槽へと再循環させることをさらに含む、実施形態３〜６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態８
前記未変換のボトムオイルを前記水素化処理装置へと再循環させることをさらに含む、実施形態３〜７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態９
前記未変換のボトムオイルを前記ディレードコーカーへと再循環させることをさらに含む、実施形態３〜８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１０
前記アスファルト留分をアスファルトの利用および変換ステップに供することをさらに含む、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１１
前記アスファルトの利用および変換ステップが、ガス化、アスファルトプールへと送ること、熱分解、またはこれらの組合せを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１２
前記溶剤脱れき装置の下流にセパレーターおよびストリッパーをさらに含む、実施形態1〜１１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１３
前記溶剤脱れき装置が、第１のセトラータンクおよび前記第１のセトラータンクの下流の第２のセトラータンクを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１４
前記第１のセトラータンクが前記供給混合物を中間のＤＡＯ留分および第１のアスファルト留分へと変換する、実施形態１３に記載の方法。
実施形態１５
前記第２のセトラータンクが前記中間のＤＡＯ留分を第２のアスファルト留分および前記ＤＡＯ留分へと変換する、実施形態１３または１４に記載の方法。
実施形態１６
前記ディレードコーカーが二つのディレードコーキングドラムを含む、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１７
前記芳香族溶剤が単環芳香族化合物を含む、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１８
前記芳香族溶剤がベンゼン、トルエン、またはこれらの組合せを含む、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１９
前記溶剤混合物が少なくとも１つのオレフィン系溶剤を含む、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２０
前記供給混合物中の溶剤混合物対残油の体積比が０．１：１〜１０：１である、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２１
前記溶剤混合物対残油の体積比が２：１〜１０：１である、実施形態２０に記載の方法。
実施形態２２
高品質コークスを製造するために前記ディレードコーカーからの前記グリーンコークスをか焼することをさらに含む、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２３
前記高品質コークスがアノードコークスもしくはニードルコークスのうちの一方または両方を含む、実施形態２２に記載の方法。
実施形態２４
前記溶剤脱れき装置が、前記溶剤混合物の超臨界の温度および圧力より低い温度および圧力において作動する、実施形態１〜２３のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２５
前記ディレードコーカーが４４０℃〜５３０℃の温度および１〜５バールの圧力において作動する、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２６
前記水素化処理装置が３００〜４５０℃の温度および２０〜１５０バールの水素分圧において作動する、実施形態２〜２５のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２７
前記芳香族溶剤が少なくとも８．５のヒルデブラント溶解度パラメーターを有する極性溶剤である、実施形態１〜２６のいずれか１つに記載の方法。
Claims (17)
- 残油からグリーンコークスを製造するための方法であって、
供給混合物を製造するために残油および炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含み、０．１〜１０体積％の芳香族溶剤および９０〜９９．９体積％のパラフィン系溶剤を含む溶剤混合物を攪拌槽に導入することと、
脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造するために前記供給混合物を溶剤脱れき装置に送ることと、
前記グリーンコークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造するために前記ＤＡＯ留分をディレードコーカーに送ること
を含む、方法。 - 残油から高品質コークスを製造するための方法であって、
供給混合物を製造するために残油および炭素数が３〜８の少なくとも１つのパラフィン系溶剤および少なくとも１つの芳香族溶剤を含む溶剤混合物を攪拌槽に導入することと、
脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分およびアスファルト留分を製造するために前記供給混合物を溶剤脱れき装置に送ることと、
水素化処理されたＤＡＯ留分を製造するために前記ＤＡＯ留分を水素化処理装置に送ることと、
前記高品質コークスおよびディレードコーカー廃棄物を製造するために前記水素化処理されたＤＡＯ留分をディレードコーカーに送ること
を含む、方法。 - 前記ディレードコーカー廃棄物を分留塔装置へと送ることをさらに含み、前記分留塔装置が、前記ディレードコーカー廃棄物を、溶剤および軽質ナフサ、重質ナフサ、軽質コーカーガス油、重質コーカーガス油、および未変換のボトムオイルを含む別々の分留塔出力ストリームに分別する、請求項１に記載の方法。
- 前記ディレードコーカー廃棄物を分留塔装置へと送ることをさらに含み、前記分留塔装置が、前記ディレードコーカー廃棄物を、溶剤および軽質ナフサ、重質ナフサ、軽質コーカーガス油、重質コーカーガス油、および未変換のボトムオイルを含む別々の分留塔出力ストリームに分別する、請求項２に記載の方法。
- 前記溶剤および軽質ナフサを前記攪拌槽に再循環させることをさらに含む、請求項３または４に記載の方法。
- 前記溶剤が１００℃までの最終沸点を有する、請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記未変換のボトムオイルを、前記攪拌槽、および前記ディレードコーカーの１つまたは複数に再循環させることをさらに含む、請求項３に記載の方法。
- 前記未変換のボトムオイルを、前記攪拌槽、前記水素化処理装置、および前記ディレードコーカーの１つまたは複数に再循環させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
- ガス化、アスファルトプールへと送ること、熱分解、またはこれらの組合せから選択される、前記アスファルト留分をアスファルトの利用および変換ステップに供することをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶剤脱れき装置の下流にセパレーターおよびストリッパーをさらに含む、請求項1〜９のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶剤脱れき装置が、第１のセトラータンクおよび前記第１のセトラータンクの下流の第２のセトラータンクを含み、前記第１のセトラータンクが前記供給混合物を中間のＤＡＯ留分および第１のアスファルト留分に変換し、前記第２のセトラータンクが前記中間のＤＡＯ留分を第２のアスファルト留分および前記ＤＡＯ留分に変換する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
- 前記芳香族溶剤が単環芳香族化合物を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶剤混合物が少なくとも１つのオレフィン系溶剤を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
- 前記供給混合物中の溶剤混合物対残油の体積比が０．１：１〜１０：１である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
- 高品質コークスを製造するために、前記ディレードコーカーからの前記グリーンコークスをか焼することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- 前記溶剤脱れき装置が、前記溶剤混合物の超臨界の温度および圧力より低い温度および圧力において作動する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記芳香族溶剤が少なくとも８．５のヒルデブラント溶解度パラメーターを有する極性溶剤である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
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