KR101605927B1 - 가변수율 구조를 갖는, 중질 차지의 석유 및 프로필렌으로의 전환 방법 - Google Patents

가변수율 구조를 갖는, 중질 차지의 석유 및 프로필렌으로의 전환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로필렌 및 석유의 제조에서 큰 유연성을 제공하는 중질 차지 (charge) 의 전환 방법에 관한 것이다. 본 방법은, 선택된 생성에 따라, 촉매 분해 유닛 및 그 다음의 C3/C4, C4 또는 C4/C5 올레핀의 올리고머화 유닛을 이용한다. 본 발명에 따른 방법은 촉매 분해가 단일 반응기에서 또는 2 개의 개별 반응기 (각 반응기는 상승 또는 하강 유동 모드로 작동할 수 있음) 에서 행해지는 경우를 포함한다. 선택적으로는, 올레핀 컷의 수소화 유닛이 올리고머화 유닛의 상류에 위치될 수 있다.

Description

가변수율 구조를 갖는, 중질 차지의 석유 및 프로필렌으로의 전환 방법{METHOD OF CONVERTING A HEAVY CHARGE INTO PETROL AND PROPYLENE, HAVING A VARIABLE-YIELD STRUCTURE}
본 발명은 가솔린 및 프로필렌의 제조에 관한 높은 유연성을 갖는, 중질 탄화수소 공급물의 전환 프로세스에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명의 프로세스는 가솔린을 최소 수율로, 그리고 프로필렌을 공급물 중량의 10 % 에 달할 수 있는 수율로 공동 생성할 수 있다.
가솔린의 최소 수율은 시작 공급물에 의존하지만, 진공 증류물 또는 상압 잔사유와 같은 일상적인 공급물의 경우, 이 최소 수율은 투입되는 공급물에 대해 40 중량% 초과, 바람직하게는 45 중량% 초과이다.
프로필렌의 수요는 수년간 현저히 증가하여 왔다. 프로필렌 생성의 주된 근원은 나프타의 증기 분해이다. 증기 분해 프로세스로부터의 프로필렌 수율의 증가가 제한되어 있으므로, 정련소는 FCC (유체 촉매 분해) 로 알려진 촉매 분해 프로세스를 이용하여 점점 더 많은 프로필렌을 생산하도록 촉구되어 왔다.
FCC 프로세스는, 산 촉매의 존재 하에서 중질 공급물의 분자를 분해함으로써, 초기 비등점이 일반적으로 340 ℃ 초과인 중질 탄화수소 공급물을 경질 탄화수소 분획, 특히 가솔린 컷으로 전환시킬 수 있다.
또한, FCC 는 올레핀 함량이 높은 액화 석유 가스 (LPG) 를 다량 생성한다.
프로필렌의 생성쪽으로 촉매 분해를 행하는데에는, 더 엄격한 (severe) 작업 조건을 이용하거나 (FCC 반응기 출구에서의 온도를 증가시키고 촉매를 더 빠르게 이동시킴) 또는 분해 촉매용 특정 첨가제를 이용하거나 또는 이러한 두 주된 수단의 조합을 이용하는 것이 필요하다.
일반적으로, 프로필렌 수율은 가솔린 수율의 손실로 획득되고, 비교적 엄격한 작업 조건과 연관된다.
본 발명의 프로세스에서, 가솔린 수율은, 심지어 작업 조건이 프로필렌 생성을 최대화하는 관점으로 결정된 때에도, 공급물의 특성 및 사용된 촉매에 명백히 의존하는 최소값으로 유지된다.
프로필렌 생성이 목적이 아니라면, 프로세스는 가솔린 생성을 최대화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 프로세스는 개략적으로, 최소 가솔린 수율을 갖는 프로필렌과 가솔린의 공동 생성을 위한 프로세스라고 할 수 있다.
프로세스는 촉매 분해의 반응, 및 C3/C4 컷 또는 C4 컷 또는 C4/C5 컷으로부터 올레핀의 올리고머화 (oligomerization) 를 연속적으로 채용한다 (여기서 Cn 은 n 개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소의 컷을 나타냄). 이 프로세스는, 일반적으로 투입되는 공급물에 대해 40 중량% 초과인 최소 수율로 가솔린을 생성하고, 넓은 범위 (특정 공급물의 경우, 10 중량% 까지 될 수 있음) 내에서 조정될 수 있는 수율로 프로필렌을 생성한다.
본 발명은, 라이저 (riser) 또는 드로퍼 (dropper) 기술을 이용하든지, 모든 촉매 분해 반응기 기술과 양립할 수 있다.
특허 FR-2 837 213 에는, 촉매 분해, 선택적 수소화, 및 촉매 분해로부터 유래하는 4 개 및/또는 5 개의 탄소 원자를 함유하는 올레핀의 올리고머화를 위한 단계를 포함하는 중질 공급물의 전환 프로세스가 기재되어 있다. 중질 공급물 및 올리고머는 동일한 촉매로 함께 또는 개별적으로 분해된다. 분해 유출물은 공통 분류 (fractionation) 구역에서 분리된다. 분류 후 획득되는 C4 또는 C4/C5 컷의 일부가 올리고머화된다. C4 컷이 올리고머화된 후 2차 공급물로서 분해되는 경우, 이 프로세스는 가솔린 수율을 유지하면서 프로필렌 수율을 증가시킨다. 언급된 특허와 공통으로, 본 발명의 프로세스는 가솔린 수율을 약간 증가시키면서 프로필렌 수율을 증가시킬 수 있지만, 프로필렌 생성을 더 이상 원하지 않는다면, 동일한 설비를 이용하고 촉매를 변화시킴이 없이, 가솔린 수율 및 유닛의 용량 (capacity) 을 실질적으로 증가시킬 가능성을 추가로 제공한다.
특허 FR-2 837 100 에는, 적어도 하나의 올리고머화 단계 및 형성된 올리고머를 촉매 분해하는 단계를 포함하는 프로필렌 및 가솔린의 생성 프로세스가 기재되어 있다. 4 개 및/또는 5 개의 탄소 원자를 포함하는 올리핀으로부터 형성된 올리고머가 촉매 분해 유닛에서 분해되어, 다량의 프로필렌을 형성한다. 따라서, 언급된 특허의 프로세스의 공급물은 비등점이 340 ℃ 미만인 "경질" 탄화수소 공급물이다. 특허 FR-2 837 199 에 기재된 프로세스와 달리, 본 발명의 프로세스는 많은 가솔린 및 다소의 프로필렌을 획득하기 위한, 비등점이 340 ℃ 초과인 중질 공급물의 전환에 관한 것이다.
본 발명은, 최소 수율의 프로필렌 및 가솔린의 공동 생성의 목적으로, 중질 공급물로 불리는, 즉 비등점이 약 340 ℃ 초과인 탄화수소로 구성된 탄화수소 공급물의 전환 프로세스에 관한 것이다.
본 발명의 프로세스는 적어도 2 개의 반응 단계, 즉 촉매 분해를 위한 제 1 단계 및 촉매 분해로부터 유래하는 C3 및 C4 올레핀, 또는 C4 올레핀, 또는 C4 및 C5 올레핀의 올리고머화를 위한 제 2 단계를 포함한다.
특별한 경우에, 선택적 올레핀 수소화를 위한 제 3 반응 단계가 올리고머화 전에 필요할 수 있다.
본 발명의 프로세스는 2 개의 개별 상황 (regime), 즉
● 단지 촉매 분해 유닛의 잠재적인 수율에 대해 최소 또는 심지어 약간 증가된 가솔린 수율을 유지하면서, 프로필렌의 최대 생성에 해당하는, "최대 프로필렌" 이라 불리는 상황, 또는
● 프로필렌의 생성없이 가솔린의 최대 생성에 해당하는, "최대 가솔린" 이라 불리는 상황
에 해당하는 2 가지 타입의 생성이 행해질 수 있음을 의미한다.
본 발명의 이점 중 하나는 위에서 규정한 두 상황 중 하나에서 다른 하나로 시간이 지남에 따라 변동 (swing) 될 수 있다는 것이다. "최대 프로필렌" 상황과 "최대 가솔린" 상황 사이의 임의의 중간 모드로 유닛을 작동하는 것도 또한 가능하다.
이러한 변동은, 본질적으로 촉매 분해 유닛 및 올리고머화 유닛의 작동 조건의 실질적인 변경없이 그리고 명백히 이용된 촉매의 개질없이 올리고머화 유닛에 들어가는 공급물의 개질로 이루어져 있으므로, 실행하기가 매우 간단하다.
"최대 프로필렌" 모드에서 ,
● 중질 공급물이 유동층 촉매 분해 반응기에서 분해 촉매의 존재 하에서 분해되고,
● 제 2 비교적 경질 공급물이 개별적으로 또는 중질 공급물과의 혼합물로서 동일한 분해 촉매로 분해된다. 이 제 2 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 4 개 (또는 4 개 및 5 개) 탄소 원자를 함유하는 올레핀의 올리고머화에 의해 생성된 적어도 8 개의 탄소 원자를 함유하는 올레핀을 포함한다. 이하에서, C4 올레핀 컷 또는 C4/C5 올레핀 컷이라고 부른다.
● 두 공급물로부터의 분해 유출물이 공통 분류 구역으로 보내지고, 두 공급물의 분해에 이용된 촉매가 공통 재생 (regeneration) 구역에서 재생된다.
● 촉매 분해로부터의 C4 (또는 C4/C5) 올레핀 컷이 올리고머화 유닛으로 보내진다. 질소함유 및 황함유 화합물과 같은 불순물을 제거하기 위해, 전처리뿐만 아니라, 올리고머화 유닛 전의 C4 (또는 C4/C5) 컷의 선택적 수소화가 필요할 수 있다. 형성된 올리고머는 양호한 프로필렌 전구체이므로, 형성된 올리고머의 일부가 프로필렌을 생성하기 위한 촉매 분해로 보내진다. 재순환되지 않은 올리고머의 잔부는 촉매 분해에 의해 생성되는 가솔린 컷과 혼합된다.
"최대 가솔린" 모드에서 ,
● 중질 공급물이 촉매 분해 반응기에서, "최대 프로필렌" 모드에서 이용된 것과 동일한 분해 촉매의 존재 하에서 분해된다. 다른 분해된 공급물이 없으므로, 최대 프로필렌 모드의 중질 공급물보다 더 많은 다량의 중질 공급물이 전환될 수 있다.
● 촉매 분해로부터의 C3/C4 컷이 올리고머화 유닛으로 보내진다. 올리고머화 유닛의 상류에서의 C3/C4 컷의 선택적 수소화가 필요할 수 있다.
● 형성되는 C6 + 올리고머는, 촉매 분해에 의해 생성된 카솔린 컷과 혼합되는 가솔린 컷, 및 가스 오일 풀 (pool) 에 혼입 (incorporate) 될 수 있는 중질 컷으로 분리된다.
프로세스의 플로우차트 (최대 프로필렌 상황에 대한 도 1, 최대 가솔린 상황에 대한 도 2) 에서 볼 수 있는 것처럼, 한 상황에서 다른 상황으로의 변동은 매우 간단하다. 일례로, "최대 프로필렌" 상황으로부터 "최대 가솔린" 상황으로 넘어가기 위해서는, C3 + C4 올레핀 컷 (단지 C4 컷 또는 C4 + C5 컷만이 아님) 을 올리고머화 유닛으로 보내고, 더 이상 형성된 올리고머를 촉매 분해 유닛으로 재순환시키지 않는 것으로 족하다.
더 정확하게는, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌을 공동 생성하기 위한 본 발명의 프로세스는 촉매 분해 유닛 및 그 다음의 올리고머화 유닛을 이용하며, 올리고머화 유닛은 "최대 프로필렌" (상황 1) 및 "최대 가솔린" (상황 2) 이라 불리는 2 개의 상황에 따라 기능할 수 있고,
"최대 프로필렌" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C4 컷 또는 C4/C5 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은, 촉매 분해 유닛의 입구로 적어도 일부 재순환되는 C8+ 올리고머 컷, 촉매 분해 유닛에서 생성되는 가솔린 컷에 의해 구성되는 프로세스로부터의 가솔린 컷, 및 올리고머화 유닛으로부터 유래하며 촉매 분해를 위해 재순환되지 않는 올리고머 컷으로 분리되고,
"최대 가솔린" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C3/C4 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은 프로세스에 의해 생성되는 가솔린을 구성하도록 촉매 분해로부터 유래하는 가솔린 컷에 추가되는 C6+ 올리고머 컷으로 분리되고,
프로필렌이 2 개의 상황에서, 1 이상의 증류탑에서 분리 후 FCC 유출물로부터 획득된다.
다음 단락에서 규정되는 것처럼, 촉매 분해 유닛은 중질 공급물과 경질 공급물을 처리하는 단일 반응기, 또는 2 개의 반응기 (중질 공급물을 처리하는 하나의 반응기와 경질 공급물을 처리하는 다른 하나의 반응기) 를 갖는 여러 양상 (modalities) 으로 나누어진다. 또한, 각 반응기는 라이저 또는 드로퍼 모드로 기능할 수 있다.
본 발명에 따르면, 분해될 총 공급물은 50 중량% 초과의 탄화수소 (비등점이 340 ℃ 초과임) 를 포함한다. 일반적으로, 공급물은 진공 증류물 또는 가능하게는 상압 잔사유에 의해 구성된다. 총 분해된 공급물은 "최대 가소린" 모드의 경우 100 중량% 까지의 탄화수소 (비등점이 340 ℃ 초과임) 를 포함할 수 있다. "최대 프로필렌" 모드의 경우, 공급물은 통상적으로 60 중량% 초과, 더 통상적으로는 70 중량% 초과, 예컨대 70 중량% ~ 95 중량% 의 탄화수소 (비등점이 340 ℃ 초과임) 를 포함한다.
"최대 프로필렌" 모드에서 요구되는 촉매 분해를 위한 제 2 공급물은 일반적으로 2 중량% ~ 40 중량%, 더 통상적으로는 4 중량% ~ 30 중량%, 더 바람직하게는 6 중량% ~ 25 중량% 의 컷 (4 (또는 4 및 5) 개의 탄소 원자를 함유하는 올레핀을 올리고머화함으로써 생성되는 8 개 탄소 원자 함유 올레핀에 의해 본질적으로 구성되는 올레핀에서 풍부함) 을 포함한다. 이 올리고머 컷은 무시할 수 없는 양의 파라핀을 또한 포함할 수 있다.
제 2 공급물은 C2 ~ C10 올레핀으로부터 본질적으로 형성된 다른 올리고머를 또한 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 분해 촉매는 "최대 프로필렌" 모드와 "최대 가솔린" 모드의 경우 동일하다. ZSM-5 제올라이트에 기초한 첨가제가 첨가된 알루미나, 실리카 또는 실리카-알루미나 매트릭스에 분산된 초안정 (ultra stable) Y 타입 제올라이트에 의해 구성되는 촉매이고, 촉매 분해 유닛에서의 ZSM-5 결정의 총량은 10 중량% 미만이다.
따라서, 본 발명은, 촉매 분해 유닛 및 그 다음의 올리고머화 유닛을 이용하여, 초기 비등점이 340 ℃ 이상인 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스로서 규정될 수 있는데, 올리고머화 유닛은 "최대 프로필렌" (상황 1) 및 "최대 가솔린" (상황 2) 이라 불리는 2 개의 상황에 따라 기능할 수 있고,
"최대 프로필렌" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C4 컷 또는 C4/C5 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은, 촉매 분해 유닛의 입구로 적어도 일부 재순환되는 C8+ 올리고머 컷, 촉매 분해 유닛에서 생성되는 가솔린 컷에 의해 구성되는 프로세스로부터의 가솔린 컷, 및 올리고머화 유닛으로부터 유래하며 촉매 분해를 위해 재순환되지 않는 올리고머 컷으로 분리되고,
"최대 가솔린" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C3/C4 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은 프로세스에 의해 생성되는 가솔린을 구성하도록 촉매 분해로부터 유래하는 가솔린 컷에 추가되는 C6+ 올리고머 컷으로 분리되고,
프로필렌이 2 개의 상황에서, 1 이상의 증류탑에서 분리 후 FCC 유출물로부터 획득된다.
촉매 분해 유닛은 중질 공급물과 경질 공급물 쌍방을 처리하는 단일 반응기, 또는 2 개의 개별 반응기 (중질 공급물을 처리하는 하나의 반응기와 경질 공급물을 처리하는 다른 하나의 반응기) 를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 반응기는 라이저 또는 드로퍼 모드일 수 있다. 통상적으로, 2 개의 반응기는 동일한 모드의 유동을 갖는다.
A) "최대 프로필렌" 상황에서
1) 촉매 분해가 라이저 모드의 단일 반응기에서 행해지는 경우, 반응기 출구 온도 (ROT) 는 510 ℃ ~ 580 ℃, 바람직하게는 540 ℃ ~ 590 ℃ 이고, C/O 비는 8 ~ 20 이다.
2) 반응기가 드로퍼 모드인 경우, 반응기 출구 온도 (ROT) 는 550 ℃ ~ 590 ℃ 이고, C/O 비는 15 ~ 50 이다.
3) 촉매 분해가 라이저 모드의 2 개의 개별 FCC 반응기에서 행해지는 경우, 중질 공급물을 분해하는 제 1 FCC 반응기는 510 ℃ ~ 580 ℃, 바람직하게는 530 ℃ ~ 560 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT1) 에서 5 ~ 10 의 C/O 비로 작동하고, 올리고머화 유닛으로부터의 C8+ 올리고머 (경질 공급물로 불림) 를 분해하는 제 2 FCC 반응기는 550 ℃ ~ 650 ℃, 바람직하게는 570 ℃ ~ 620 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT2) 에서 8 ~ 25 의 C/O 비로 작동한다.
4) 촉매 분해가 드로퍼 모드의 2 개의 개별 FCC 반응기에서 행해지는 경우, 중질 공급물을 분해하는 제 1 FCC 반응기는 550 ℃ ~ 700 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT1) 에서 15 ~ 50 의 C/O 비로 작동하고, 올리고머화 유닛으로부터의 C8+ 올리고머 (경질 공급물로 불림) 를 분해하는 제 2 FCC 반응기는 570 ℃ ~ 700 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT2) 에서 15 ~ 50 의 C/O 비로 작동한다.
B) "최대 가솔린" 상황에서
1) 촉매 분해가 라이저 모드의 1 개 또는 2 개의 반응기에서 행해지는 경우, 각 분해 반응기의 반응기 출구 온도 (ROT) 는 500 ℃ ~ 580 ℃, 바람직하게는 520 ℃ ~ 550 ℃ 이고, C/O 비는 5 ~ 10 이다.
2) 촉매 분해가 드로퍼 모드의 1 개 또는 2 개의 반응기에서 행해지는 경우, 각 분해 반응기의 반응기 출구 온도 (ROT) 는 530 ℃ ~ 650 ℃ 이고, C/O 비는 15 ~ 25 이다.
2 개의 FCC 반응기로부터 유래하는 이용된 촉매의 스트림이 당업자에게 공지된 임의의 가스-고형물 분리 시스템을 이용하여 분해 유출물로부터 분리되어, 공통 기준 구역에서 재생된다.
촉매 분해 반응기로부터의 유출물 (또는 2 개의 FCC 반응기가 존재한다면, 2 개의 유출물) 이 가솔린 컷, 및
● "최대 프로필렌" 모드의 경우에는 4 (또는 4 및 5) 개의 탄소 원자를 함유하고,
● "최대 가솔린" 모드의 경우에는, 3 개 및 4 개의 탄소 원자를 함유하는,
올레핀을 포함하는 컷을 포함하는 복수의 컷을 생성하기 위해, 분류 구역으로 보내진다:
3 개 및 4 개의 탄소 원자 (C3/C4 로 표기함) 또는 4 개의 탄소 원자 (C4 로 표기함) 또는 4 개 및 5 개의 탄소 원자 (C4/C5 로 표기함) 를 함유하는 이러한 컷이 올리고머화를 위해 보내진다. 일반적으로, 올리고머화 사이클 시간을 증가시키기 위해, 이러한 컷이 선택적 수소화를 거쳐, 존재할 수 있는 디올레핀 화합물 및/또는 아세틸렌 화합물을 감소시키는 것이 바람직하다. 1 이상의 증류탑에 의해 구성되는 분리 유닛은 C4 또는 C4/C5 컷 또는 C3/C4 컷의 추출이 가능하도록 조정된다.
"최대 가솔린" 모드에서, 생성된 올리고머의 대부분 또는 전부가 촉매 분해 유출물의 분류에 의해 획득되는 가솔린 컷에 추가된다. 따라서, 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소의 양에 대한 가솔린 수율은 일반적으로 35 중량% ~ 65 중량%, 통상적으로 50 중량% ~ 60 중량% 이다. 그러면, 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소의 양에 대한 프로필렌 수율은 일반적으로 1 중량% 미만이고, 이 프로필렌은 일반적으로 특별히 회복되지 않는다.
"최대 프로필렌" 모드에서, 생성된 올리고머의 일부, 즉 적어도 30 %, 그리고 바람직하게는 전부가 촉매 분해로 재순환된다. 그러면, 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소의 양에 대한 가솔린 수율은 일반적으로 35 중량% ~ 55 중량%, 통상적으로 40 중량% ~ 50 중량% 이다. 그러면, 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소의 양에 대한 프로필렌 수율은 일반적으로 4 중량% ~ 20 중량%, 통상적으로 5 중량% ~ 15 중량%, 더 통상적으로는 7 중량% ~ 12 중량% 이다.
이하에서, 본 발명의 프로세스의 다양한 단계를 위한 특별한 조건에 대해 기술한다.
1) 촉매 분해 ( FCC ):
FCC 반응기를 위한 촉매는 전형적으로, 일반적으로는 40 ~ 140 ㎛, 통상적으로는 50 ~ 120 ㎛ 의 평균 입경을 갖는 미세 분말의 형태로 이용된다.
촉매 분해를 위한 촉매는 알루미나, 실리카 또는 실리카-알루미나와 같은 적절한 매트릭스에 분산된 적어도 1종의 Y 타입 제올라이트를 포함한다.
촉매는 다음의 구조 타입: MEL (예컨대, ZSM-11), MFI (예컨대, ZSM-5), NES, EUO, FER, CHA (예컨대, SAPO-34), MFS, MWW 중 하나의, 형태 선택도 (form selectivity) 를 갖는 적어도 1종의 제올라이트를 또한 포함할 수 있고, 또는 다음의 제올라이트: NU-85, NU-86, NU-88 및 IM-5 (또한 형태 선택도를 가짐) 중 하나일 수 있다. 형태 선택도를 갖는 이러한 제올라이트의 이점은 양호한 프로필렌/이소부텐 선택도가 획득된다는 것, 즉 분해 유출물에서 더 높은 프로필렌/이소부텐 비가 획득된다는 것이다.
제올라이트 총량에 대한 형태 선택도를 갖는 제올라이트의 비율은 이용한 공급물 및 희망하는 생성물 구조에 따라 달라질 수 있다. 종종, 2 중량% ~ 60 중량%, 바람직하게는 3 중량% ~ 40 중량%, 특히 3 중량% ~ 30 중량% 의 형태 선택도를 갖는 제올라이트(들)가 이용된다.
제올라이트(들)는 실리카, 알루미나 또는 실리카-알루미나계 매트릭스에 분산될 수 있고, 촉매의 중량에 대한 제올라이트 (모든 제올라이트 함께) 의 비율은 통상적으로 3 중량% ~ 80 중량%, 바람직하게는 4 중량% ~ 50 중량%, 예컨대 5 중량% ~ 25 중량% 이다. 여러 제올라이트가 이용되는 경우, 여러 제올라이트는 단일 매트릭스 내에 또는 복수의 다른 매트릭스 내에 혼입될 수 있다. 형태 선택도를 갖는 제올라이트의 총량은 10 중량% 미만이다.
촉매 분해 반응기에서 이용되는 촉매는 ZSM-5 제올라이트에 기초한 첨가제가 첨가된 알루미나, 실리카 또는 실리카-알루미나 매트릭스에 분산된 초안정 Y 타입 제올라이트에 의해 구성될 수 있고, ZSM-5 결정의 총량은 10 중량% 미만이다.
촉매 분해 반응기 유출물 (FCC) 을 분리하기 위한 유닛은 일반적으로 FCC 유출물의 주 분리부, 가스의 압축과 분류를 위한 구획, 및 다양한 액체 컷의 분류를 위한 증류부를 포함한다.
이러한 타입의 분류 유닛은 당업자에게 잘 알려져 있고, 의도하는 최종 결과에 의존한다. "최대 프로필렌" 상황의 경우, 올리고머화를 위해 그리고 필요하다면 올리고머화 전에 선택적 수소화를 위해 유출물을 보내기 위해서, 유출물로부터 C4 컷 또는 C4/C5 컷이 분리된다.
"최대 가솔린" 상황에서, 올리고머화를 위해 그리고 필요하다면 올리고머화 전에 선택적 수소화를 위해 유출물을 보내기 위해서, 유출물로부터 C3/C4 컷이 분리된다.
올리고머화를 위해 보내지는 촉매 분해로부터의 올레핀 컷은 다른 유닛으로부터 공급되는 올레핀-풍부 (olefin-rich) 컷, 예컨대 코크팩션 (cokefaction) 유닛, 증기 분해 유닛, 메탄올-올레핀 전환 유닛 등으로부터 유래하는 C3/C4 컷 또는 C4 컷과 혼합될 수 있다.
C4 컷의 경우, 올리고머화 단계에서 이소부텐의 존재를 방지 또는 제한하기 위해, 예컨대 알코올에 의한 이소부텐의 에테르화에 의해, 그리고 나서 증류에 의해, 이소부텐이 추출될 수 있고, 이 화합물은 FCC 에서 이소부텐으로 재분해될 수 있는 이성질체를 형성하는 경향이 있으며, 충분한 이소부텐 퍼지 (purge) 가 행해지지 않는다면, 이 화합물이 축적될 수 있다.
이소부텐의 추출 후에, 용매와 혼합되는 공급물의 파라핀으로부터 포화되지 않은 분획을 추출하기 위해, 예컨대 N-메틸 피롤리돈 (NMP) 또는 디메틸설폭사이드 (DMSO) 또는 이들의 이성질체일 수 있는 용매로, 추출성 증류 (extractive distillation) 를 행하는 것도 또한 가능하다. 이는 C4 (또는 심지어 C4/C5) 또는 C3/C4 파라핀의 부텐 (또는 부텐/펜텐) 또는 프로필렌/부텐 공급물의 혼합물이 선택적 수소화 또는 올리고머화로 재순환될 수 있음을 의미한다.
2) 선택적 수소화 (임의적임)
FCC 유출물의 C4 또는 C4/C5 컷 또는 C3/C4 컷은, 올리고머화 촉매의 코킹 (coking) 을 증가시켜 올리고머화 반응기의 사이클 시간을 감소시키는 소량의 디엔 (디올레핀) 및 아세틸렌을 포함한다. 따라서, 본 발명의 프로세스에서 디엔 및 아세틸렌의 모노올레핀으로의 선택적 수소화가, 필수적인 것은 아니지만, 바람직하다.
이 단계의 주 목적은 디올레핀 (또는 디엔) 을 모노올레핀으로 변환시키는 것이다. 모노올레핀은 올리고머화 단계 (3) 에서 생성되는 올리고머의 근원이다. 이 단계의 다른 목적은, 이들 컷에 존재하는 미량의 아세틸렌계 (acetylenic) 탄화수소는 올리고머에 관하여 불필요한 화합물이므로 이를 제거하는 것이다. 아세틸렌계 화합물도 또한 모노올레핀으로 변환된다. 선택적 수소화 유출물의 디올레핀 + 아세틸렌계의 잔량 (residual quantity) 은 전형적으로 약 1000 중량ppm 미만, 바람직하게는 100 중량ppm 미만, 더 바람직하게는 20 중량ppm 미만이다.
일반적으로, 선택적 수소화 단계는, 알루미나, 실리카 또는 실리카-알루미나를 포함하는 담지체에 침전된, 니켈, 팔라듐 및 백금에 의해 형성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하는 촉매를 이용하여 행해진다.
담지체에서의 백금의 양은 전형적으로 0.01 중량% ~ 5 중량%, 바람직하게는 0.05 중량% ~ 1 중량% 일 수 있다.
선택적 수소화를 위한 작업 온도는 일반적으로 0 ℃ ~ 200 ℃ 이고, 압력은 전형적으로 0.1 ~ 5 ㎫, 통상적으로 0.5 ~ 5 ㎫ 이고, 시간당 공간 속도는 전형적으로 촉매 1㎥ 당 0.5 ~ 20 ㎥/시간, 바람직하게는 촉매 1㎥ 당 0.5 ~ 5 ㎥/시간 이고, H2/(아세틸렌계 + 디올레핀계 화합물) 몰 비는 일반적으로 0.5 ~ 5, 바람직하게는 1 ~ 3 이다.
선택적 수소화를 행하기 위해, 1 이상의 고정층 반응기는, 처리될 공급물 및 수소 (또는 실질적인 몰 분율, 예컨대 적어도 50 % 의 수소를 함유하는 가스) 에 대해 하강류 병류 (co-current) 모드로, 또는 처리될 공급물에 대해 하강류 모드 및 수소 (또는 수소-풍부 가스) 에 대해 상승류 모드로 이용된다.
C5 컷이 올리고머화를 위해 보내지는 경우, C3 및 C4 컷의 수소화를 위한 유닛과 분리되어 있는 유닛에서, 예컨대 선택적 가솔린 수소화 유닛에서, 이 컷을 선택적으로 수소화시키는 것이 가능하다.
3) 올리고머화
이 단계의 목적은 C4 또는 C4/C5 올레핀 ("최대 프로필렌" 상황) 또는 C3/C4 올레핀 ("최대 가솔린" 상황) 을 올리고머화하여, 다수 (8 개 이상) 의 탄소 원자를 갖는 모노올레핀을 포함하는 탄화수소의 혼합물을 획득하는 것이다. 전형적으로, C4 올레핀으로부터 시작하여, 주로 30 개 또는 보다 적은 탄소 원자, 주로 8 ~ 20 개의 탄소 원자를 포함하는 올리고머가 획득된다.
올리고머화는 제한된 개수의 분자를 추가함으로써 중합과 구별되는데, 본 발명의 내용에서 추가되는 분자의 개수는 2 개 이상 10 개 이하, 일반적으로는 2 개 이상 5 개 이하, 특히 2 개 이상 4 개 이하이다.
그러나, 올리고머는 10 개 초과의 다수의 분자로 올리고머화되는 미량의 올레핀을 포함할 수 있다. 통상적으로, 이러한 미량은 형성된 올리고머에 대해 5 중량% 미만을 나타낸다.
올리고머화는 1 이상의 단계에서 1 이상의 반응기 및 1 이상의 촉매로 행해질 수 있다. 촉매 및 작업 조건에 대한 이하의 설명은 임의의 단계 및/또는 임의의 반응기에 적용될 수 있다:
● "최대 프로필렌" 상황에서, 이용된 올리고머화 촉매는 바람직하게는 실리카-알루미나에 기초한 촉매이다. 온도는 100 ℃ ~ 200 ℃, 바람직하게는 140 ℃ ~ 160 ℃ 이다. 압력은 0.5 ~ 10 ㎫ 이다.
● "최대 가솔린" 상황에서, 이용된 올리고머화 촉매는 바람직하게는 실리카-알루미나에 기초한 촉매이다. 작업 온도는 100 ℃ ~ 200 ℃, 바람직하게는 140 ℃ ~ 160 ℃ 이다. 작업 압력은 2 ~ 10 ㎫ (1 ㎫ = 106 pascal) 이다.
이제, 도 1 및 도 2 를 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 1 은 "최대 프로필렌" 작업 상황의 본 발명의 프로세스를 행하기 위한 설비를 보여준다.
진공 증류물 또는 상압 잔사유 공급물이 라인 (1) 을 통해 도입된다.
촉매 분해 반응기 (R1) 는 2 개의 개별 라인 (1, 9) 을 통해 공급받는다.
촉매 분해 반응기 (R1) 로부터의 유출물은 라인 (2) 을 통해 배출되어 분리 구역 (S1) 내로 도입된다.
분리 구역 (S1) 은 전형적으로 가스 압축기 및 증류/흡수 수단을 포함한다.
촉매 분해 반응기 (R1) 로부터의 유출물의 C3 + C4 컷이 라인 (4) 을 통해 분리 구역 (S2) 으로 보내진다. C5-220℃ 컷 에 해당하는 가솔린은 라인 (15) 을 통해 배출되고, 다른 FCC 유출물은 라인 (3) 을 통해 배출된다.
분리 구역 (S2) 은 전형적으로 증류 수단을 포함한다. 주로 프로필렌을 포함하는 C3 컷은 라인 (5) 을 통해 배출된다. 고급 올레핀계 C4 컷이 라인 (6) 을 통해 올리고머화 반응기 (R2) 로 보내진다.
올리고머화 유출물은 라인 (7) 을 통해 추출되어, 분리 구역 (S3) 내로 도입된다. 분리 구역 (S3) 은 전형적으로, 더 중질인 올리고머 및 반응하지 않은 C4 컷을 회수하기 위해, 올리고머화 유출물의 증류를 포함한다. C4 컷은 파라핀계 화합물 및 소량의 전환되지 않은 올레핀계 화합물에 의해 주로 구성된다. 이 C4 컷은 라인 (8) 을 통해 배출된다.
C8+ 올리고머는 라인 (9) 을 통해 촉매 분해 반응기 (R1) 내로 일부, 바람직하게는 완전히 도입되고, 라인 (14) 은 R1 으로 재순환되지 않는 올리고머에 해당한다. 올리고머가 촉매 분해를 위해 전부 보내지지 않는 경우, 대부분의 잔여 올리고머가 촉매 분해로부터의 가솔린과 혼합된다. R1 에서의 올리고머의 분해는 설비의 프로필렌 수율이 증가될 수 있음을 의미한다.
도 2 는 "최대 가솔린" 상황에서 본 발명의 프로세스를 행하기 위한 설비를 보여준다.
진공 증류물 또는 상압 잔사유가 라인 (1) 을 통해 촉매 분해 반응기 (R1) 에 공급된다.
FCC 유출물로부터의 C3 + C4 컷이 라인 (10) 을 통해 올리고머화 반응기 (R2) 로 보내진다.
R2 에서 반응하지 않은 C3 + C4 컷은 라인 (12) 을 통해 분리 구역 (S2) 으로 보내진다. S2 에서 C3 컷으로부터 분리된 C4 컷이 라인 (13) 을 통해 배출된다.
형성된 C6+ 올리고머는 재순환되지 않고, 촉매 분해 반응기로부터의 가솔린 컷 (라인 15) 과 합류하게 되는 가솔린 컷 (라인 11) 을 형성한다. 따라서, 프로세스에 의해 생성되는 가솔린은 라인 (15) 및 라인 (11) 으로부터의 유출물의 조합에 의해 구성된다.
도 1 은 "최대 프로필렌" 상황의 본 발명의 프로세스의 플로우차트이다.
도 2 는 "최대 가솔린" 상황의 본 발명의 프로세스의 플로우차트이다.
이제, 종래 기술의 프로세스에 비해 본 발명의 프로세스의 향상된 유연성을 보여주기 위해, 3 개의 예를 기재한다.
예 1 (종래 기술)
2 개의 상황 ("최대 가솔린" 및 "최대 프로필렌") 에서 작동하는 FCC 타입 촉매 분해 유닛에서, 아래 표 1 에 주어진 주된 특징을 갖는 상압 잔사유 공급물이 처리되었다:
밀도 0.93
50 ℃ 에서의 점도 (cSt) 84
콘래드슨 (Conradson) 탄소 4.36
수소 (중량%) 12.3
TBP 10 % (℃) 387
TBP 90 % (℃) 723
촉매는 이하의 특징을 가졌다:
● 촉매: 실리카-알루미나에 기초한 매트릭스에 분산된 Y 제올라이트;
● 평균 촉매 직경: 70 ㎛;
● 입자 밀도: 1250 ㎏/㎥.
반응 구역의 압력은 0.2 ㎫ 이었고, "최대 프로필렌" 및 "최대 가솔린" 상황의 작업 조건은 아래 표 2 와 같았다:
모드 "최대 프로필렌" "최대 가솔린"
반응기 출구 온도 (℃) 550 528
C/O 비 (중량에 의한 비) 7.5 7.1
공급물에 대한 프로필렌의 수율, C4 컷 및 가솔린은 각 상황에 대해 아래 표 3 과 같았다:
수율 (새로운 공급물의 중량%) "최대 프로필렌" "최대 가솔린"
프로필렌 7.2 4.8
C4 컷 13.7 9.8
가솔린 (C5-220℃) 44.1 47.1
예 2 (본 발명에 따른 예, 도 1 에 나타냄)
예 1 에서 처리된 상압 잔사유가, "최대 프로필렌" 모드에 대한 예 1 의 상압 잔사유 분해 조건 (반응기 출구에서 C/O = 7.5 및 550 ℃) 하에서 본 발명의 프로세스에서 "최대 프로필렌" 모드로 이용되었다.
촉매 분해 유출물의 C4 컷은 분리 구역 (S1, S2) 에서 분리되어, 다음의 조건 하에서 작동하는 올리고머화 반응기 (R2) 내로 도입되었다:
● 압력: 6.0 ㎫;
● 온도: 140 ~ 160 ℃;
● 공간 속도: 0.5 ~ 1 h-1.
올리고머화 촉매는 아모퍼스 (amorphous) 실리카-알루미나였다.
약 83 중량% 의 C4 올레핀이 주로 C8 올레핀으로 올리고머화되었다.
분리 구역 (S3) 에서, 반응하지 않은 올리고머 및 C4 파라핀으로부터 분리된 올리고머는 촉매 분해 반응기 (R1) 로 완전히 재순환되었다.
이 올리고머의 분해는 프로필렌 수율을 증가시킬 수 있었고, 분해되지 않은 올리고머가 전체 가솔린 수율을 증가시켰다.
상압 잔사유 공급물에 대한 "최대 프로필렌" 상황 하에서의 프로필렌, C4 컷 및 가솔린의 수율은 아래 표 4 와 같았다:
수율 (새로운 공급물의 중량%) 본 발명, 도 1 에 따름
프로필렌 9.3
C4 컷 5.9
가솔린 (C5-220℃) 49.0
따라서, 종래 기술의 "최대 프로필렌" 상황에 비해, 프로필렌의 경우 2 포인트 (9.3 - 7.2) 의 증가 및 가솔린의 경우 5 포인트 (49 - 44.1) 의 증가가 있었다.
예 3 (본 발명에 따른 예, 도 2 에 나타냄)
다시, 예 1 에서 처리된 상압 잔사유가, "최대 가솔린" 모드에 대한 예 1 의 상압 잔사유 분해 조건 (반응기 출구에서 C/O = 7.1 및 528 ℃) 하에서 본 발명의 프로세스에서 "최대 가솔린" 모드로 이용되었다.
분리 구역 (S1) 에서 분리된 C3 + C4 컷이 다음의 조건 하에서 작동하는 올리고머화 반응기 (R2) 내로 도입되었다:
● 압력: 6.6 ㎫;
● 온도: 130 ~ 160 ℃;
● 공간 속도: 0.5 ~ 1 h-1.
다시, 올리고머화 촉매는 아모퍼스 실리카-알루미나였다.
약 87 중량% 의 C3 + C4 올레핀이 C8, C9 및 C12 올레핀으로 올리고머화되었다.
분리 구역 (S3) 에서, 반응하지 않은 올리고머 및 파라핀으로부터 분리된 올리고머는 상압 잔사유의 분해로부터의 가솔린에 추가되었고, 매우 적은 비율로 가스 오일 풀에 추가되었다.
상압 잔사유 공급물에 대한 "최대 가솔린" 상황 (도 2 에 나타냄) 에서의 프로필렌, C4 컷 및 가솔린의 수율은 아래 표 5 와 같았다:
수율 (새로운 공급물의 중량%) 본 발명, 도 2 에 따름
프로필렌 0.2
C4 컷 4.2
가솔린 (C5-220℃) 55.2
가솔린 수율은 종래 기술의 "최대 가솔린" 상황에 비해 8 포인트 (55.2 - 47.1) 증가하였다.

Claims (17)

  1. 촉매 분해 유닛(FCC) 및 그 다음의 올리고머화 유닛을 이용하여, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 중질 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스로서,
    올리고머화 유닛은 "최대 프로필렌" (상황 1) 및 "최대 가솔린" (상황 2) 이라 불리는 2 개의 상황에 따라 기능할 수 있고,
    a) "최대 프로필렌" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C4 컷 또는 C4/C5 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은 촉매 분해 유닛의 입구로 적어도 일부 재순환되는 C8+ 올리고머 컷으로 분리되고, 프로세스로부터의 가솔린 컷은 촉매 분해 유닛에서 생성되는 가솔린 컷 및 올리고머화 유닛으로부터 유래하며 촉매 분해를 위해 재순환되지 않는 올리고머 컷으로 구성되고, 촉매 분해는
    - 라이저 모드의 단일 반응기로서, 그 반응기의 출구 온도 (ROT) 는 510 ℃ ~ 580 ℃, C/O 비(촉매 유량 대 공급물 유량)는 8 ~ 20 인 반응기, 또는
    - 라이저 모드의 2 개의 개별 FCC 반응기로서, 중질 공급물을 분해하는 제 1 FCC 반응기는 510 ℃ ~ 580 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT1) 에서 5 ~ 10 의 C/O 비로 작동하고, 올리고머화 유닛으로부터 유래하는 C8+ 올리고머 (경질 공급물로 불림) 를 분해하는 제 2 FCC 반응기는 550 ℃ ~ 650 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT2) 에서 8 ~ 25 의 C/O 비로 작동하는 반응기 중 어느 것에 의해 달성되고,
    - 올리고머화 유닛은 100 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도, 및 0.5 ~ 10 ㎫ 의 압력에서 작동하고,
    b) "최대 가솔린" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C3/C4 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은 프로세스에 의해 생성되는 가솔린을 구성하도록 촉매 분해로부터 유래하는 가솔린 컷에 추가되는 C6+ 올리고머 컷으로 분리되고,
    촉매 분해가 라이저 모드의 1 개 또는 2 개의 반응기에서 행해지는 때, 반응기 출구 온도 (ROT) 가 500 ℃ ~ 580 ℃ 이고, C/O 비가 5 ~ 10 이고,
    - 올리고머화 유닛은 100 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도, 및 2 ~ 10 ㎫ 의 압력에서 작동하고,
    프로필렌이 2 개의 상황에서, 1 이상의 증류탑에서 분리 후 FCC 유출물로부터 획득되는, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 중질 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서, "최대 프로필렌" 상황에서, 상기 라이저 모드의 단일 반응기의 출구 온도(ROT)는 540 ℃ ~ 590 ℃ 인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, "최대 프로필렌" 상황에서, 상기 제 1 FCC 반응기의 출구 온도 (ROT1)는 530 ℃ ~ 560 ℃ 인, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, "최대 프로필렌" 상황에서, 상기 제 2 FCC 반응기의 출구 온도 (ROT2)는 570 ℃ ~ 620 ℃ 인, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, "최대 프로필렌" 상황에서, 상기 올리고머화 유닛은 140 ℃ ~ 160 ℃ 의 온도에서 작동하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, "최대 가솔린" 상황에서, 촉매 분해의 반응기 출구 온도 (ROT) 가 520 ℃ ~ 550 ℃ 인, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, "최대 가솔린" 상황에서, 상기 올리고머화 유닛은 140 ℃ ~ 160 ℃ 의 온도에서 작동하는, 방법.
  8. 촉매 분해 유닛 및 그 다음의 올리고머화 유닛을 이용하여, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 중질 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스로서,
    올리고머화 유닛은 "최대 프로필렌" (상황 1) 및 "최대 가솔린" (상황 2) 이라 불리는 2 개의 상황에 따라 기능할 수 있고,
    a) "최대 프로필렌" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C4 컷 또는 C4/C5 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은 촉매 분해 유닛의 입구로 적어도 일부 재순환되는 C8+ 올리고머 컷으로 분리되고, 프로세스로부터의 가솔린 컷은 촉매 분해 유닛에서 생성되는 가솔린 컷 및 올리고머화 유닛으로부터 유래하며 촉매 분해를 위해 재순환되지 않는 올리고머 컷으로 구성되고, 촉매 분해는
    - 드로퍼 모드의 단일 반응기로서, 그 반응기의 출구 온도 (ROT) 는 550 ℃ ~ 700 ℃, C/O 비는 15 ~ 50 인 반응기, 또는
    - 드로퍼 모드의 2 개의 개별 FCC 반응기로서, 중질 공급물을 분해하는 제 1 FCC 반응기는 550 ℃ ~ 700 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT1) 에서 15 ~ 50 의 C/O 비로 작동하고, 올리고머화 유닛으로부터 유래하는 C8+ 올리고머 (경질 공급물로 불림) 를 분해하는 제 2 FCC 반응기는 570 ℃ ~ 700 ℃ 의 반응기 출구 온도 (ROT2) 에서 15 ~ 50 의 C/O 비로 작동하는 반응기 중 어느 것에 의해 달성되고,
    - 올리고머화 유닛은 100 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도, 및 0.5 ~ 10 ㎫ 의 압력에서 작동하고,
    b) "최대 가솔린" 상황의 경우, 올리고머화 유닛을 위한 공급물은 촉매 분해로부터 유래하는 C3/C4 올레핀 컷으로 구성되고, 올리고머화 유닛으로부터의 유출물은 프로세스에 의해 생성되는 가솔린을 구성하도록 촉매 분해로부터 유래하는 가솔린 컷에 추가되는 C6+ 올리고머 컷으로 분리되고,
    촉매 분해가 드로퍼 모드의 1 개 또는 2 개의 반응기에서 행해지는 때, 반응기 출구 온도 (ROT) 가 530 ℃ ~ 650 ℃ 이고, C/O 비가 15 ~ 25 이고,
    - 올리고머화 유닛은 100 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도, 및 2 ~ 10 ㎫ 의 압력에서 작동하고,
    프로필렌이 2 개의 상황에서, 1 이상의 증류탑에서 분리 후 FCC 유출물로부터 획득되는, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 중질 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스.
  9. 제 8 항에 있어서, "최대 프로필렌" 상황에서, 상기 올리고머화 유닛은 140 ℃ ~ 160 ℃ 의 온도에서 작동하는, 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, "최대 가솔린" 상황에서, 상기 올리고머화 유닛은 140 ℃ ~ 160 ℃ 의 온도에서 작동하는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, C4 컷 또는 C4/C5 컷 또는 C3/C4 컷이 올리고머화 유닛의 상류에 위치되는 선택적 수소화 유닛으로 보내지고, 상기 선택적 수소화 유닛은 0 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도 및 0.5 ~ 5 ㎫ 의 압력에서 촉매 1㎥ 당 0.5 ~ 5 ㎥/시간 의 시간당 공간 속도로 작동하고, H2/(아세틸렌계 + 디올레핀계 화합물) 몰 비가 1 ~ 3 인, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 분해 반응기에서 이용되는 촉매는, ZSM-5 제올라이트에 기초한 첨가제가 첨가된 알루미나, 실리카 또는 실리카-알루미나 매트릭스에 분산된 초안정 Y 타입 제올라이트에 의해 구성되고, ZSM-5 결정의 총량이 10 중량% 미만인, 초기 비등점이 340 ℃ 초과인 탄화수소 공급물로부터 가솔린 및 프로필렌의 공동 생성을 위한 프로세스.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2968010B1 (fr) 2010-11-25 2014-03-14 Ifp Energies Now Procede de conversion d'une charge lourde en distillat moyen
FR2984916B1 (fr) * 2011-12-23 2014-01-17 IFP Energies Nouvelles Procede ameliore de conversion d'une charge lourde en distillat moyen faisant appel a un pretraitement en amont de l'unite de craquage catalytique
FR2986799B1 (fr) 2012-02-15 2015-02-06 IFP Energies Nouvelles Procede de conversion d'une charge lourde, mettant en oeuvre une unite de craquage catalytique et une etape d'hydrogenation selective de l'essence issue du craquage catalytique
US9914673B2 (en) 2012-11-12 2018-03-13 Uop Llc Process for oligomerizing light olefins
US9278893B2 (en) 2012-11-12 2016-03-08 Uop Llc Process for making gasoline by oligomerization
US9441173B2 (en) 2012-11-12 2016-09-13 Uop Llc Process for making diesel by oligomerization
US9644159B2 (en) 2012-11-12 2017-05-09 Uop Llc Composition of oligomerate
US9834492B2 (en) * 2012-11-12 2017-12-05 Uop Llc Process for fluid catalytic cracking oligomerate
US9567267B2 (en) 2012-11-12 2017-02-14 Uop Llc Process for oligomerizing light olefins including pentenes
US9434891B2 (en) 2012-11-12 2016-09-06 Uop Llc Apparatus for recovering oligomerate
US10508064B2 (en) 2012-11-12 2019-12-17 Uop Llc Process for oligomerizing gasoline without further upgrading
US9663415B2 (en) 2012-11-12 2017-05-30 Uop Llc Process for making diesel by oligomerization of gasoline
US9522375B2 (en) 2012-11-12 2016-12-20 Uop Llc Apparatus for fluid catalytic cracking oligomerate
WO2014074856A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 Uop Llc Process for fluid catalytic cracking oligomerate
US9522373B2 (en) 2012-11-12 2016-12-20 Uop Llc Apparatus for oligomerizing light olefins
US9670425B2 (en) 2013-12-17 2017-06-06 Uop Llc Process for oligomerizing and cracking to make propylene and aromatics
US9732285B2 (en) 2013-12-17 2017-08-15 Uop Llc Process for oligomerization of gasoline to make diesel
CN109369319B (zh) * 2018-12-07 2021-11-12 宁波旭合瑞石化工程有限公司 一种以c4-c8烯烃为原料最大化生产丙烯的方法
CN111718753B (zh) * 2019-03-22 2021-10-08 中国石油化工股份有限公司 一种多产丙烯的催化转化方法和系统
CN111718754B (zh) 2019-03-22 2021-11-16 中国石油化工股份有限公司 一种生产汽油和丙烯的方法和系统
CN111825514B (zh) * 2020-08-12 2021-06-01 浙江科茂环境科技有限公司 一种乙烯或丙烯最大化的生产方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050121361A1 (en) 2002-03-15 2005-06-09 Jean-Luc Duplan Method for jointly producing propylene and petrol from a relatively heavy charge

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4822477A (en) * 1987-06-11 1989-04-18 Mobil Oil Corporation Integrated process for gasoline production
AU595706B2 (en) * 1987-06-11 1990-04-05 Mobil Oil Corporation Integrated process for gasoline production
US5043517A (en) * 1989-10-30 1991-08-27 Mobil Oil Corporation Upgrading light olefin fuel gas in a fluidized bed catalyst reactor and regeneration of the catalyst
WO1993002025A1 (en) * 1991-07-22 1993-02-04 Mobil Oil Corporation Fluid bed oligomerization of olefins
FR2785907B1 (fr) * 1998-11-13 2001-01-05 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de craquage catalytique comprenant des reacteurs a ecoulements descendant et ascendant
FR2837199B1 (fr) * 2002-03-15 2005-09-16 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion en plusieurs etapes d'une charge comprenant des olefines a quatre, cinq atomes de carbone ou plus, en vue de produire du propylene

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050121361A1 (en) 2002-03-15 2005-06-09 Jean-Luc Duplan Method for jointly producing propylene and petrol from a relatively heavy charge

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