JP7281473B2 - 高過酷度流動接触分解システムおよび石油供給物からのオレフィンの生成プロセス - Google Patents
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Description
C+O2→CO2 式(2)
比較例1は、同じ触媒が、原油供給流の重質および軽質留分の両方を分解するために使用される従来のFCCプロセスの例を提供する。原油供給流を、250℃の温度で動作する分流装置内で重質留分(高沸点留分)と軽質留分(低沸点留分)に分離した。原油供給流は、Saudi Aramcoから提供されたSaudi Arabian Extra Light Crude Oil(AXL)であった。重質留分および軽質留分の各々を、実験室規模のマイクロダウナーFCCユニット内で、異なる操作条件を使用して別個に分解した。実験室規模のマイクロダウナーFCCユニットおよびユニットの操作の一般的な説明は、Cormaら,A New Continuous Laboratory Reactor For the Study of Catalytic Cracking,Applied Catalysts A:General.232(1):247-263(June 2002)に記載されている場合があり、参照によりその全体が本開示に組み込まれる。重質留分を、600℃の分解反応温度および31:1の触媒対油(重質留分)の重量比で分解した。軽質留分を、640℃の分解反応温度および22:1の触媒対油(軽質留分)の重量比で分解した。重質留分および軽質留分の両方で、同じ触媒を分解触媒として使用した。触媒は、ZSM-5ゼオライト触媒を含む添加剤を有するYゼオライト触媒であった。触媒は、触媒の総重量に基づいて、25重量%のZSM-5ゼオライトを含んでいた。別個の分解反応後に、各反応からの触媒から、450℃のストリッピング温度で、反応生成物を別個にストリッピングした。2つの分解反応からの反応生成物流を、エチレン、プロピレン、全C4、ガソリン(C5~216℃)、軽サイクル油(LCO、216~343℃)、重サイクル油(HCO、>343℃)、およびコークス収率の総変換率と収率について分析した。比較例1の反応条件ならびに変換率および収率分析の結果を、後続して表2に示す。
実施例2は、原油供給流の軽質留分を分解するために代替の分解触媒を使用することの総変換率およびプロペン選択性への影響を評価する。原油供給流を、250℃の温度で動作する分流装置内で重質留分(高沸点留分)と軽質留分(低沸点留分)に分離した。原油供給流は、Saudi Aramcoから提供されたAXL原油であった。軽質留分を、4つの異なる種類の市販のFCC触媒を使用して、MATユニット内で、600℃の分解反応温度および3~7の触媒対油(軽質留分)の重量比で分解した。市販のFCC触媒の各々は、BASF,Iselin,New Jerseyから入手され、異なる組成または構造を含んでいた。実施例2の触媒は、触媒の総重量に基づいて、25重量%のZSM-5ゼオライト触媒添加剤を有するYゼオライト触媒である触媒比較例1とは異なっていた。別個の分解反応後に、実施例2の触媒の各々から、600℃のストリッピング温度で、反応生成物をストリッピングした。触媒の各々について得られた反応生成物を、全体的な変換率およびプロペン収率について分析した。実施例2の各市販触媒種類について、平均変換率および平均プロペン収率を、データから計算した。評価された各触媒の反応温度および触媒/油重量比を、後続して表3に提供する。実施例2の触媒の各々の全体的な変換率およびプロペン収率の結果を図4に示し、表3に提供された各触媒について図4で参照番号を付した。
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
炭化水素材料から石油化学生成物を生成するためのプロセスであって、
前記炭化水素材料を、低沸点留分および高沸点留分に分離することと、
前記高沸点留分の少なくとも一部を、第1の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第1の分解反応生成物および使用済みの第1の触媒を生成することと、
前記低沸点留分の少なくとも一部を、第2の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第2の分解反応生成物および使用済みの第2の触媒を生成することと、
前記第1の分解反応生成物の少なくとも一部を、前記使用済みの第1の触媒から分離することと、
前記第2の分解反応生成物の少なくとも一部を、前記使用済みの第2の触媒から分離することと、
前記使用済みの第1の触媒の少なくとも一部を再生して、再生された第1の触媒を生成することと、
前記使用済みの第2の触媒を、前記使用済みの第1の触媒から分離して維持することと、
前記使用済みの第1の触媒の再生から、前記使用済みの第2の触媒に熱を伝達することと、
前記使用済みの第2の触媒の少なくとも一部を再生して、再生された第2の触媒を生成することと、
前記第1の分解反応生成物および前記第2の分解反応生成物を回収することと、を含む、プロセス。
実施形態2
前記使用済みの第2の触媒を、前記第1の使用済みの触媒の再生からの煙道ガスと接触させることをさらに含む、実施形態1に記載のプロセス。
実施形態3
前記炭化水素材料が、原油、真空残留物、タールサンド、ビチューメン、大気残留物、真空軽油、脱金属化油、ナフサ、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも1種を含む、実施形態1または2のいずれかに記載のプロセス。
実施形態4
炭化水素供給流から石油化学生成物を生成するための、第1の流動接触分解(FCC)ユニットおよび第2のFCCユニットを有する炭化水素供給物変換システムを操作するためのプロセスであって、
前記炭化水素供給流を、供給物分離器に導入することと、
前記炭化水素供給流を、前記供給物分離器内で低沸点留分および高沸点留分に分離することと、
前記高沸点留分を、前記第1のFCCユニットへと通過させることと、
前記低沸点留分を、前記第2のFCCユニットへと通過させることと、
前記高沸点留分の少なくとも一部を、第1のFCCユニット内で、第1の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第1の分解反応生成物および使用済みの第1の触媒を生成することと、
前記低沸点留分の少なくとも一部を、前記第2のFCCユニット内で、第2の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第2の分解反応生成物および使用済みの第2の触媒を生成することと、
前記使用済みの第1の触媒を、第1の再生ゾーンへと通過させることと、
前記第1の再生ゾーン内で前記使用済みの第1の触媒の少なくとも一部を再生して、再生された第1の触媒を生成することと、
前記使用済みの第2の触媒を、前記第1の再生ゾーンから分離した第2の再生ゾーンへと通過させることと、
前記第2の再生ゾーン内で前記使用済みの第2の触媒の少なくとも一部を再生して、再生された第2の触媒を生成することと、
前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンに熱を伝達することと、
前記再生された第1の触媒を、前記第1のFCCユニットへと、前記再生された第2の触媒を、前記第2のFCCユニットへと再循環させることと、
前記第1の分解反応生成物および前記第2の分解反応生成物を回収することと、を含む、プロセス。
実施形態5
煙道ガス流を、前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンへと通過させることと、
前記第2の再生ゾーン内で前記使用済みの第2の触媒を、前記煙道ガス流と接触させることと、をさらに含む、実施形態4に記載のプロセス。
実施形態6
前記第1の再生ゾーン内の前記使用済みの第1の触媒を、前記第2の再生ゾーン内の前記使用済みの第2の触媒から分離して維持することをさらに含む、実施形態4または5のいずれかに記載のプロセス。
実施形態7
前記第2の再生ゾーンが、多孔性分離ゾーンによって前記第1の再生ゾーンから分離されている、実施形態4~6のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態8
前記第1の再生ゾーンおよび前記第2の再生ゾーンが、単一の再生器内に配置されている、実施形態4~7のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態9
前記使用済みの第1の触媒を、前記第1の再生ゾーンへと通過させる前に、前記第1の分解反応生成物の少なくとも一部を、第1の分離ゾーン内で、前記使用済みの第1の触媒から分離することと、
前記使用済みの第2の触媒を、前記第2の再生ゾーンへと通過させる前に、前記第2の分解反応生成物の少なくとも一部を、第2の分離ゾーン内で、前記使用済みの第2の触媒から分離することと、をさらに含む、実施形態4~8のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態10
前記再生された第1の触媒を、前記第1の再生ゾーンから、第1の触媒供給ホッパーへと通過させることと、
前記再生された第2の触媒を、前記第2の再生ゾーンから、第2の触媒供給ホッパーへと通過させることと、をさらに含む、実施形態4~9のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態11
前記再生された第1の触媒を、前記高沸点留分と接触するように再循環させて戻すことと、
前記再生された第2の触媒を、前記低沸点留分と接触するように再循環させて戻すことと、をさらに含む、実施形態1~10のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態12
前記第1の触媒が、前記第2の触媒とは異なる、実施形態1~11のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態13
前記第1の分解反応生成物または前記第2の分解反応生成物が、エチレン、プロペン、ブテン、またはペンテンのうちの少なくとも1種を含む、実施形態1~12のいずれか1項に記載のプロセス。
実施形態14
炭化水素材料から少なくとも1種の石油化学生成物を生成するためのシステムであって、
第1の分解反応ゾーンと、
前記第1の分解反応ゾーンの下流にある、第1の分離ゾーンと、
前記第1の分離ゾーンの下流にある、第1の再生ゾーンと、
前記第1の分解反応ゾーンと並列にある、第2の分解反応ゾーンと、
前記第2の分解反応ゾーンの下流にある、第2の分離ゾーンと、
前記第2の分離ゾーンの下流にある、第2の再生ゾーンであって、前記第2の再生ゾーンが、前記第1の再生ゾーンから物理的に分離されている、第2の再生ゾーンと、
前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンまで延在する煙道ガス流路であって、前記煙道ガス流路が、前記第1の再生ゾーンと前記第2の再生ゾーンとの間の1種以上の使用済みの触媒の移動を防止するための微粒子バリアを備える、煙道ガス流路と、を備える、システム。
実施形態15
流入口、高沸点留分の流出口流、および低沸点留分の流出口流を有する供給物分離器であって、前記高沸点留分の流出口流が、前記第1の分解反応ゾーンに流体的に連結されており、前記低沸点留分の流出口流が、前記第2の分解反応ゾーンに流体的に連結されている、供給物分離器をさらに備える、実施形態14のいずれか1項に記載のシステム。
Claims (14)
- 炭化水素材料から石油化学生成物を生成するためのプロセスであって、
前記炭化水素材料を、低沸点留分および高沸点留分に分離するステップと、
前記高沸点留分の少なくとも一部を、第1の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第1の分解反応生成物および使用済みの第1の触媒を生成するステップと、
前記低沸点留分の少なくとも一部を、第2の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第2の分解反応生成物および使用済みの第2の触媒を生成するステップと、
前記第1の分解反応生成物の少なくとも一部を、前記使用済みの第1の触媒から分離するステップと、
前記第2の分解反応生成物の少なくとも一部を、前記使用済みの第2の触媒から分離するステップと、
前記使用済みの第1の触媒の少なくとも一部を再生して、再生された第1の触媒を生成するステップであって、第1のライザー内で前記使用済みの第1の触媒の前記一部を燃焼ガスと接触させ、前記使用済みの第1の触媒の前記一部および前記燃焼ガスを前記第1のライザーの下流の第1の再生ゾーンへと通過させることを含むステップと、
前記使用済みの第2の触媒を、前記使用済みの第1の触媒から分離して維持するステップと、
前記使用済みの第1の触媒の再生から、前記使用済みの第2の触媒の再生に煙道ガスによる熱を伝達するステップであって、前記煙道ガスが、1種以上の燃焼生成物と未消費の燃焼ガスの混合物を含む、ステップと、
前記使用済みの第2の触媒の少なくとも一部を再生して、再生された第2の触媒を生成するステップであって、第2のライザー内で前記使用済みの第2の触媒の前記一部を燃焼ガスと接触させ、前記使用済みの第2の触媒の前記一部および前記燃焼ガスを前記第2のライザーの下流の第2の再生ゾーンへと通過させることを含むステップと、
前記第1の分解反応生成物および前記第2の分解反応生成物を回収するステップと、
を含む、プロセス。 - 前記使用済みの第2の触媒を、前記第1の使用済みの触媒の再生からの前記煙道ガスと接触させるステップをさらに含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記炭化水素材料が、原油、真空残留物、タールサンド、ビチューメン、大気残留物、真空軽油、脱金属化油、ナフサ、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも1種を含む、請求項1または2のいずれか1項に記載のプロセス。
- 炭化水素供給流から石油化学生成物を生成するための、第1の流動接触分解(FCC)ユニットおよび第2のFCCユニットを有する炭化水素供給物変換システムを操作するためのプロセスであって、
前記炭化水素供給流を、供給物分離器に導入するステップと、
前記炭化水素供給流を、前記供給物分離器内で低沸点留分および高沸点留分に分離するステップと、
前記高沸点留分を、前記第1のFCCユニットへと通過させるステップと、
前記低沸点留分を、前記第2のFCCユニットへと通過させるステップと、
前記高沸点留分の少なくとも一部を、第1のFCCユニット内で、第1の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第1の分解反応生成物および使用済みの第1の触媒を生成するステップと、
前記低沸点留分の少なくとも一部を、前記第2のFCCユニット内で、第2の触媒の存在下で、500℃~700℃の反応温度で分解して、第2の分解反応生成物および使用済みの第2の触媒を生成するステップと、
再生器の第1のライザー内で前記使用済みの第1の触媒の少なくとも一部を燃焼ガスと接触させるステップと、
前記使用済みの第1の触媒の前記一部および前記燃焼ガスを、前記第1のライザーから第1の再生ゾーンの上部分へと通過させるステップと、
前記第1の再生ゾーン内で前記使用済みの第1の触媒の前記一部を再生して、再生された第1の触媒を生成するステップと、
前記再生器の第2のライザー内で前記使用済みの第2の触媒の少なくとも一部を燃焼ガスと接触させるステップと、
前記使用済みの第2の触媒の前記一部および前記燃焼ガスを、前記第2のライザーから、前記第1の再生ゾーンから分離した第2の再生ゾーンの上部分へと通過させるステップと、
前記第2の再生ゾーン内で前記使用済みの第2の触媒の前記一部を再生して、再生された第2の触媒を生成するステップと、
前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンに煙道ガス流による熱を伝達するステップであって、前記煙道ガス流が、1種以上の燃焼生成物と未消費の燃焼ガスの混合物を含む、ステップと、
前記再生された第1の触媒を、前記第1のFCCユニットへと、前記再生された第2の触媒を、前記第2のFCCユニットへと再循環させるステップと、
前記第1の分解反応生成物および前記第2の分解反応生成物を回収するステップと、
を含む、プロセス。 - 前記煙道ガス流を、前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンへと通過させるステップと、
前記第2の再生ゾーン内で前記使用済みの第2の触媒を、前記煙道ガス流と接触させるステップと、をさらに含む、請求項4に記載のプロセス。 - 前記第1の再生ゾーン内の前記使用済みの第1の触媒を、前記第2の再生ゾーン内の前記使用済みの第2の触媒から分離して維持するステップをさらに含む、請求項4または5のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記第2の再生ゾーンが、多孔性分離ゾーンによって前記第1の再生ゾーンから分離されている、請求項4~6のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記第1の再生ゾーンおよび前記第2の再生ゾーンが、単一の再生器内に配置されている、請求項4~7のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記使用済みの第1の触媒を、前記第1の再生ゾーンへと通過させる前に、前記第1の分解反応生成物の少なくとも一部を、第1の分離ゾーン内で、前記使用済みの第1の触媒から分離するステップと、
前記使用済みの第2の触媒を、前記第2の再生ゾーンへと通過させる前に、前記第2の分解反応生成物の少なくとも一部を、第2の分離ゾーン内で、前記使用済みの第2の触媒から分離するステップと、
をさらに含む、請求項4~8のいずれか1項に記載のプロセス。 - 前記再生された第1の触媒を、前記第1の再生ゾーンから、第1の触媒供給ホッパーへと通過させるステップと、
前記再生された第2の触媒を、前記第2の再生ゾーンから、第2の触媒供給ホッパーへと通過させるステップと、
をさらに含む、請求項4~9のいずれか1項に記載のプロセス。 - 前記再生された第1の触媒を、前記高沸点留分と接触するように再循環させて戻すステップと、
前記再生された第2の触媒を、前記低沸点留分と接触するように再循環させて戻すステップと、
をさらに含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のプロセス。 - 前記第1の触媒が、前記第2の触媒とは異なる、請求項1~11のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記第1の分解反応生成物または前記第2の分解反応生成物が、エチレン、プロペン、ブテン、またはペンテンのうちの少なくとも1種を含む、請求項1~12のいずれか1項に記載のプロセス。
- 炭化水素材料から少なくとも1種の石油化学生成物を生成するためのシステムであって、
第1の分解反応ゾーンと、
前記第1の分解反応ゾーンの下流にある、第1の分離ゾーンと、
前記第1の分離ゾーンの下流にある、第1の再生ゾーンであって、熱が、煙道ガスによって、前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンに、煙道ガス流路を通って伝達され、前記煙道ガスは、1種以上の燃焼生成物と未消費の燃焼ガスの混合物を含む、第1の再生ゾーンと、
前記第1分離ゾーンの下流にある第1のストリッピングゾーンと、
前記第1のストリッピングゾーンと前記第1の再生ゾーンとの間に位置する第1のライザーと、
前記第1の分解反応ゾーンと並列にある、第2の分解反応ゾーンと、
前記第2の分解反応ゾーンの下流にある、第2の分離ゾーンと、
前記第2の分離ゾーンの下流にある、前記第2の再生ゾーンであって、前記第2の再生ゾーンが、前記第1の再生ゾーンから物理的に分離されている、第2の再生ゾーンと、
前記第2分離ゾーンの下流にある第2のストリッピングゾーンと、
前記第2のストリッピングゾーンと前記第2の再生ゾーンとの間に位置する第2のライザーと、
前記第1の再生ゾーンから、前記第2の再生ゾーンまで延在する前記煙道ガス流路であって、前記煙道ガス流路が、前記第1の再生ゾーンと前記第2の再生ゾーンとの間の1種以上の使用済みの触媒の移動を防止するための微粒子バリアを備える、煙道ガス流路と、
流入口、高沸点留分の流出口流、および低沸点留分の流出口流を有する供給物分離器であって、前記高沸点留分の流出口流が、前記第1の分解反応ゾーンに流体的に連結されており、前記低沸点留分の流出口流が、前記第2の分解反応ゾーンに流体的に連結されている、供給物分離器と、
を備える、システム。
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