KR20020010655A - 탄화수소 전환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수소화 분해된 공급 원료로부터 적어도 부분적으로 제조되는 수소를 이용하여 탄화수소성 공급 원료를 촉매적 수소화 분해 처리시키고, 수소화가공된 생성물을 회수하는 경우 분리 처리시킨 후, 수소화 처리된 공급 원료의 적어도 일부를 처리시켜 수소를 적어도 부분적으로 생성물로서 회수하는 단일 작업으로 수소를 제조하는, 탄화수소성 공급 원료로부터 수소 및 수소화가공된 생성물의 제조 방법을 제공한다.

Description

탄화수소 전환 방법{HYDROCARBON CONVERSION PROCESS}

수년 동안, 정제업자는, 비용을 최소화시키기 위해 또는, 더욱 바람직하게는, 재료 처리량 최대화 및 기본 시설 최적화용 최대 실용적인 용액을 찾기 위해, 용량의 크기를 가능한 한 최대화시키거나 현존 정제장치의 기본 시설을 최적화시키는데 지금까지 그리고 어느 정도는 지금도 집중하고 있다. 상기 접근법에서, 그리고 근본 정제장치를 고안하는 경우조차도, 특히 현대 시장은 국제적이고 한 지역에서 제조된 제품을 기타 지역에서 판매할 수 있기 때문에, 관련되는 대규모 비용을 다량의 공급 원료를 가공시킴으로써만 정당화시킬 수 있는 대형 정제장치에 중점을 둔다. 때때로 수출용 정제장치로서 참조되는, 상기 정제장치가 다년간 이의 존재를 증명하여 왔다.

현존 정제장체의 환경에서 고정된 병참술 때문에 특정 개조물이 정제장치의 특정 부분에 최적일 수 있으면서 정제장치의 또다른 부분, 또는 다른 모든 부분에는 최적일 가능성이 매우 적다는 것을 의미하는 현재 기본 시설에 맞추는 방식으로 개조물을 고안하는 것이 이해할 만하다.

정제장치의 비용을 억제하기 위해 작업 규모의 소형화를 생각할 수 있지만, 적어도 대규모 보다 완전하지 않다면, 정제장치의 규모의 소형화시 크기의 증가로 인해 얻어진 이점, 및 고유 기본 시설의 보완적인 최적화를 잃을 수 있음을 이해하는 것이 쉽다.

더욱이, 거대 정제장치에서 실행된 것과 같은 고정된 작업들은 많은 순응성을 갖지 않으며, 특히 하기 변화가 급진적이고, 다소 빈번하며 예상하기 어려울 경우, 시장에서의 변화에 용이하게 대처할 수 없다.

조밀 계획안 및 가능한 저 자본 투자비용으로 구축할 수 있다는 점에서 더욱 단순해지도록 고안된 정제장치 구조의 예이 유럽 공개 특허 출원 EP-A-635555 에 기재되어 있다. 본질적으로, EP-A-635555 에 개시된 바와 같은 정제장치 구조는 단일 수소화처리 유니트(hydrotreating unit) 다음 다수 분획로의 증류에서의 작업에 관한 것이다.

EP-A-635555 에 제안된 정제장치 구조와 상기 문헌에 참조되는 종래 기술간의 차이는 종래 정제에서 원유를 수개의 분획으로 분리시킨 다음 개별적으로 (수소화) 처리시키는 것이라고 언급된다. C5-360 ℃ 재료를 함유하는 공급 원료(공급 원료를 먼저 증류시키는 경우에 수득된 총 4 개의 분획)를 사용하는 경우에 기재된 결과는 종래 기술에서 수득된 수소화 처리 효과 감소 없이 정제를 대단히 단순화시킬 수 있다는 효과를 제공한다. 그러나, C4 및 저급 탄화수소를 함유하고, 또한 취득된 원유의 일부를 형성하지만 C5-360 ℃ 재료의 수소화 처리 공정의 일부를 형성하지 않는 분획(C4-분획)을 부가적으로 단일 수소화 처리 유니트에서사용하는 경우, 결과가 덜 나온다는 것은 명백하다. 추가로 EP-A-635555 에는 단일 수소화 처리 단계에서 사용될 수 있는 수소를 제조하기 위해 증류후 수득된 생성물들중 하나의 일부를 촉매적 재형성기로 보낼 수 있음이 언급되고 있다.

US 3,463,611 에는 퍼지(purge) 가스 스트림을 부분 산화 구역에 공급한 다음 상기 구역으로부터 제거된 황화수소 및 이산화탄소를 황 제조용 클라우스 (Claus) 공정에 투입시키는 재순환(recycle) 스트림에서 충분히 고농도로 황화수소를 농축시키도록 고안된 다소 복잡한 배열로 황함유 공급 스트림으로부터 황을 회수하는데 목적을 둔 방법이 기재되어 있다. US 3,463,611 에 기재된 방법은 본질적으로 수소화 전환(hydroconversion) 유니트에 대한 수소 라인으로 공급될 수 있는 부가적 메이크업(make up) 수소를 필요로 할 수 있는 수소 소비 방법이다.

US 3,224,958 에는 통용하는 품질의 재순환 수소를 제조하기 위해 개별적으로 수소화 전환 단계 후 촉매적 수소화 유니트, 가스 발생기 및 교대(shift) 반응기를 포함하는 전환된 공급 원료의 조합된 워킹업(working up)되는 경 분획 및 중 분획로 탄화수소 공급물을 분리시키는 방법이 기재되어 있다. 저품질의 일부 수소를 가스 반응기 및 교대 전환 단계에 앞서 퍼지(purge) 스트림으로서 제거시킨다. 본질적으로, US 3,224,958 에 기재된 방법은 수소보다 탄화수소의 제조에 관한 것이다.

US 3,189,538 에는 수소 소비 공정에 수소 공급과 분해장치(cracker)/재생기 오버헤드(overhead)의 부분을 통합하면서 보조 충전물로부터 수소를 제조하도록 맞추어진 분해/재생 시스템 뿐만 아니라 전환된 공급 원료로부터 수소를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 본질적으로, US 3,189,538 에 기재된 방법은 2 개의 통합되지 않은 수소 제조 유니트(이들중 하나는 매우 비싸고 수소 제조 설비로서 통상 사용되지 않는 유동화된 분해 유니트이다)가 필요하지 않다는 점에서 순응적이지 않다. 더욱이, 상기 공정을 작업하기 위해 3 개 이상의 상이한 탄화수소 충전물을 사용하여 주요 전환 방법을 제공해야 한다.

목적하는 정제 생성물을 제조하기 위해 수소화분해 작업에서 사용되는 수소 제조용 공급 원료로서 수소화분해 작업에서 수득된 생성물의 일부를 사용하는 정도로 추가 공정 통합에 의해 순응성을 향상시킬 수 있음이 이제 밝혀졌다. 수소화분해 작업은, 제시되는 생성물 슬레이트(slate)에 따라, 수소의 제조에서 최적으로 사용될 수 있는 분획을 제조하는 방식으로 실시될 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 방법이 수소화분해장치에서의 처리로 공급 원료를 재구성하면서 동시에 수소화분해 작업에서 사용되는 수소 제조 설비용 공급 원료로서 전적으로 또는 일부에서 작용하도록 선출되는 분획의 양을 제조 또는 증가시키는 조합된 목적을 달성한다는 것을 의미한다.

본 발명은 순응성 있는 방식으로 탄화수소성(hydrocarbonaceous) 공급 원료를 전환시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방식의 각종 구현예를 도 1을 이용하여 도식적으로 설명할 수 있다.

도 1에서 본 발명에 다른 방법에서의 용도 및 수출용으로 제조되는 수소와 함께 시판성 생성물로서 회수되는 하나 이상의 수소화가공된 생성물을 전달하는 방식으로 황함유 공급 원료를 가공하는 구현예를 증명한다.

라인 1을 통해 수소화분해 조건하 공급 원료를 수소와 촉매 처리시키는 수소화분해 유니트 10 으로 공급 원료를 도입시킨다. 수소를 라인 9를 통해 라인 1 에 도입시킨다. 수소화분해 유니트 10 으로부터 수소화분해된 공급 원료를 라인 2를 통해 분리 유니트 20 으로 보내고 이로부터 수소화가공된 생성물을 라인 3을 통해 수득하고 황화수소 함유 수소화분해된 스트림을 수득하며 이것을 라인 4를 통해 황화수소 제거 유니트 30으로 보내진다. 유니트 30으로부터 황화수소 함유 스트림을 수득하고 이것을 라인 5를 통해 황 회수 유니트(나타내지 않음)로 보내 황을 제조하고, 라인 6a를 통해 수소 분리 유니트 35 로(또는 수소를 본 방법의 상기 부분에서 분리시키지 않는 경우 직접 라인 6(6a + 6b)를 통해 수소 제조 단위 40 으로) 보내어 이로부터 분리 제거된 수소를 수소화분해 유니트 10 에 필요한 수소의 일부로서 라인 36을 통해 라인 1 로 회송하고 나머지 황화수소(및 임의 수소) 고갈된 수소화분해된 공급 원료를 라인 6b를 통해 수소 제조 단위 40 으로 보낸다. 상기 유니트가 촉매적 부분 산화 단계 및 수성 가스 교대 단계를 포함하는 경우, 물(또는 스팀)을 라인 11b를 통해 수성 가스 교대 단계로 보낼 것이다. 이산화탄소를 라인 8을 통해 수득하고 제조된 수소를 라인 7 및 9를 통해 수소화분해 단위 10 으로 회송되고(임의 라인 36을 통해 수소와 함께), 반면 과량의 수소를 라인 10을 통해 이용할 수 있다.

도 1에서 전체 수소화분해된 공급 원료(수소화가공된 생성물로서 회수가능한 분획 포함)를 사용하여 (과량의) 수소를 제조하는 방식으로 황함유 공급 원료를 가공하는 추가 공정 구현예, 즉 황 및 이산화탄소와 별도로 수소만이 최종 생성물인 방법을 설명할 수 있다. 상기 구현예에서 통상 라인 3을 통해 회수되는 수소화가공된 생성물을 바로 라인 4를 통해 수소화분해된 공급 원료와 함께 황화수소 제거 유니트 30 으로 보내고 이후 추가 단계는 도 1 에 묘사된 바와 같다.

본 발명에 따른 방식에 있어서 추가 구현예는 황이 없는 공급 원료(즉 합성 또는 반합성 성질의 공급 원료 또는 이미 히드로탈황화 처리되는 공급 원료)를 이용하는 것이다. 상기 구현예에서, 황화수소 함유 수소화분해된 공급 원료를 분리 제거시키는 것(또는 전체 수소화분해된 공급 원료를 (임의) 수소 분리 유니트로보내는 것)이 더 이상 필요하지 않고 이는 도 1에서 도식적으로 나타낸 방법이 현재 황화수소 제거 유니트 30 의 이용 없이 작동되는 것을 의미한다.

그러므로 본 발명은 수소화분해된 공급 원료로부터 적어도 부분적으로 제조되는 수소를 이용하여 탄화수소성 공급 원료를 촉매적 수소화분해 처리시키고, 수소화가공된 생성물을 회수하는 경우에 그것을 분리 처리시킨 후, 수소화분해된 공급 원료의 적어도 일부를 처리시켜 수소를 생성물로서 적어도 부분적으로 회수하는 단일 작업으로 수소를 제조하는, 탄화수소성 공급 원료로부터의 수소 및 수소화가공된 생성물의 제조 방식에 관한 것이다.

그러므로 본 발명에 따른 방법은 본질적으로 수소화분해 작업, 임의로 분리 작업 및 적당한 공급 입구, 생성물 출구(들) 및 수소 이동 라인(들)이 제공되는 수소 제조 작업을 포함한다.

본 발명에 따른 방식을, 공급 원료의 성질, 의도되는 수소화분해 작업의 심각성 및 수소 제조 설비용 공급 원료로서 사용되는 특정 수소화분해된 공급 원료 분획의 형태 및 양에 따라, 다수의 수단으로 실시할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서 적합하게 적용될 수 있는 탄화수소성 공급 원료는, 표준 조건의 온도 및 압력(20 ℃ 및 1 기압)하에 측정되는, 약 주위 온도의 초기 비등점을 갖는 범위의 것 내지 약 650 ℃ 의 최종 비등점을 갖는 것이다. 본 발명에 따른 방법에서 적용될 수 있는 공급 원료는 상기 개시된 총범위를 포함하는 비등 범위 성질을 가질 필요가 없다는 것이 명백하다. 90 % 비등점(즉, 공급 원료의 90 %를 증류 방법에서 증류 제거시키는 온도)이 400 내지 600 ℃ 범위에 있는 비등점 범위를 갖는 공급 원료를 유리하게 적용할 수 있다. 바람직하게는 450 내지 600 ℃ 범위의 90 % 비등점 범위를 갖는 공급 원료를 적용한다. 475 내지 550 ℃ 범위의 90 % 비등점을 갖는 공급 원료로 양호한 결과를 수득할 수 있다.

적합하게 적용할 수 있는 공급 원료의 예는 나프타, 케로센 및 각종 형태의 가스 오일 예컨대 대기 가스 오일 및 진공 가스 오일이다. 또한 사이클(cycle) 오일을 적합하게 사용할 수 있다. 광물원 뿐만 아니라 합성원으로부터의 공급원료를 적용할 수 있다. 합성 또는 반합성 공급 원료는 상기 공급 원료가 향상하는 생성물의 일부를 형성하는 황 및/또는 질소 제거 공정을 갖는 필요성을 감소시킨다는 저 황 및/또는 질소 관점에서 바람직하다. 소위 피셔-트롭시(Fischer -Tropsch) 방법을 통해 합성가스로부터 형성된 탄화수소성 재료는 공급 원료가 황 및/또는 질소 처리 및 제거 설비에 대한 필요성을 제거하는 경우 본 발명에 따른 방식용으로 매우 유용한 공급 원료를 형성한다.

본 발명에 따른 방식에서 적용되는 탄화수소성 공급 원료가 또한 주위 온도 미만에서 비등하는 재료를 함유한다는 것이 가능하다. 상기 재료는 적용되는 공급 원료에 존재할 수 있거나 상기 공급 원료에 첨가될 수 있다. 저급 탄화수소 또는 탄화수소 분획 예컨대 액화 석유 가스의 존재를 참조한다.

수소화가공된 생성물의 비등점 범위보다 높은 비등점 범위를 갖는 재료의 5 내지 40 중량%를 함유하는 공급 원료를 사용하는 것이 유리하다.

황 함유 재료를 함유하는 공급 원료를 또한 가공할 수 있다. 통상, 황의 양은 5 중량%를 초과하지 않고, 바람직하게는 3 중량%를 초과하지 않을 것이다. 소량의 황을 함유하거나, 황이 전혀 없는 공급 원료가 바람직하다.

과량의 수소를 본 발명에 따른 방식의 개시 상황에서 도입시켜야 하는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명에 따른 방식의 수소화분해 단계 동안 소비되는 수소의 일부 또는 전부를 배열의 일부를 형성하는 수소 제조 유니트에서 발생시킬 것이다.

본 발명에 따른 촉매적 수소화분해 처리를 200 내지 550 ℃, 바람직하게는250 내지 450 ℃ 범위 온도에서 적당하게 실시할 수 있다. 400 바(bar) 이하의 압력을 적당하게 적용할 수 있고, 바람직하게는 10 내지 200 기압 범위의 압력을 제공한다.

본 발명에 따른 방식에서 수소화분해 처리에서 사용되는 수소의 적어도 일부를 수소화분해된 공급 원료로부터 발생시킬 것이다. 그러므로, 수소화가공된 생성물을 전달하는 공급 원료의 일부를 전환시킬 뿐만 아니라 잔류 수소화분해된 공급 원료가 수소 제조용 양호한 근원인 정도로 공급 원료의 기타 일부를 전환시킬 수 있는 촉매를 바람직하게 사용한다. 바꾸어 말하면, 또한 다량의 저비등 재료(수소화분해된 생성물 제외)를 제조하는 촉매가 바람직하다.

본 발명에 따른 방식에 따른 수소화분해 처리에서 사용될 수 있는 촉매의 예는 통상적 관점으로부터 탄화수소성 재료를 과분해(overcracking)하는 경향이 있는 제올라이트성 촉매이다(가능한 한 목적하는 수소화분해물(hydrocrackate)를 전달하면서 가능한 한 많은 초기 공급 원료를 보존시키거나, 액체 재료가 잔류하고 그러므로 가스성 재료의 제조를 최소화시키는 정도로 공급 원료의 상기 분획을 분해시킨다). 본 발명에 따른 방식에서, 목적하는 생성물(들) 이외에 상당량의 저비등 재료를 또한 제조할 수 있는 수소화분해 촉매를 적용하는 것이 유리하고, 이는 통상적 수소화분해 관점으로부터 전혀 바람직하지 않다. 상기 촉매의 예를 제올라이트 베타, 제올라이트 Y, ZSM-5, 에리오나이트(erionite) 및 카바자이트 (chabazite)에 근거할 수 있다. 수소의 제조에 관련되는 방법 부분의 심각성을 감소시키는 정도의 상대적으로 가벼운 생성물에 관한 다소 고수율을 제공하는 촉매가 바람직한 것을 고려하여, 특정 제올라이트 재료 및 수소화분해 성능을 갖는 특정 금속(들)을 사용할 수 있는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 적당한 촉매의 예로서 하나 이상의 VI 족 및/또는 하나 이상의 VIII 족 금속을 함유하는 제올라이트 베타를 포함한다. VI 족 금속의 예는 Mo 및 W를 포함한다. VIII 족 금속의 예는 Ni, Co, Pt 및 Pd를 포함한다. 적당한 촉매는 2 내지 40 중량% 의 VI 족 금속 및/또는 0.1 내지 10 중량% 의 VIII 족 금속을 함유한다. 적당하게는, 촉매는 지지된 촉매이다. 적당한 지지체의 예는 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 마그네시아, 지르코니아 및 2 종 이상의 상기 지지체의 혼합물이다. 알루미나가 실리카-알루미나와 임의 조합으로 바람직한 지지체 재료이다.

또한 2 종 이상의 촉매 조합물을 적당하게 적용할 수 있다. 촉매 조합물의 예는 (상이한) 촉매 재료로 충전된 상이한 베드(bed)를 이용하는 것을 포함하는 소위 스태크드베드(stacked-bed) 촉매를 포함한다. 촉매 베드의 특정 조합물의 선택은 당업자에게 공지된 것으로 제시되는 방법 모드에 달려 있다.

본 발명에 따른 방식의 중요한 구현예는 공정의 내부 요건을 만족시키는데 필요한 양을 초과하는 양으로 수소를 제조하면서 공정으로부터 회수되는 수소화가공된 생성물(들)이 케로센 및/또는 가스 오일인 것이다.

생성물용 직접 출구가 없는 경우 수소화가공된 생성물의 일부, 또는 심지어 전부와 임의 조합으로, 잔류 수소화분해된 공급 원료를 그 다음 처리시켜 적어도 일부를 생성물로서 회수하는 단일 작업으로 수소를 제조한다(본 발명에 따른 방식의 수소 필요 조건(소비)을 만족시키는데 사용되는 양에 부가함). 과잉 수소를그 다음 각종 응용물, 예컨대 화학 시약 또는 전기 생산원으로 이용가능한 수출용 수소로서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 양질의 수소, 즉 작업창을 확대시키는 80 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상의 순도를 갖는 수소를 제조한다.

개시 과정 동안, 공정이 이의 수소 소비에 대해 적어도 부분적으로 자급자족적일 때까지 외부 수소원을 사용하는 것이 명백하다. 예를 들어, 저장 용기에 이용가능한 수소를 이용할 수 있다.

일부 수소가 수소 제조기에 대한 공급 원료에 이미 존재할 경우, 이것을 분리시키고 공정의 수소 필요 조건을 만족시키는데 필요한 수소량의 일부로서 이용하는 것이 유용할 수 있다. 이는 무거운 분자를 보유하면서 수소를 통과시키는 격막을 포함하는 분리 공정에 공급 원료를 수소화분해시킴으로써 편리하게 행할 수 있다. 당업자는 격막의 용도 및 상기 격막의 작동 방법을 알고 있다.

탄화수소성 공급 원료로부터 수소를 제조할 수 있는 다수의 방법이 공지되어 있다. 당업자는 상기 방법 및 이들의 작동 방법을 알고 있다. 단일 작업으로 수소를 제조하는 것을 1 개의 용기 그러나 임의로 2 개 이상의 용기 예컨대 촉매적 부분 산화 단계 및 하나 이상의 교대 전환 단계로 구성되는 유니트에서 실시할 수 있다. 편리한 방법은 촉매적 (부분) 산화이다. 기타 적당한 방법은 저급 알칸 예컨대 프로판 또는 촉매적 탈수소화 및 부탄의 스팀-메탄 재형성이다.

마지막 반응이, 본질적으로, 물(가공 조건하 증기)의 존재하에, 촉매적 부분 산화 반응에서 수소와 함께 제조되는, 일산화탄소를 수소 및 이산화탄소로 전환시키는 촉매적 부분 산화 및 수성 가스 교대 반응의 조합에서 바람직한 수소 제조 시스템을 발견할 수 있다. 조합된 촉매적 산화/수성 가스 교대 반응의 최종 결과는 탄화수소성 재료를 수소 및 이산화탄소로 전환시키는 것이다.

통상, 조합된 촉매적 부분 산화/수성 가스 교대 방법을, 제조되는 수소에 관한 계산으로, 50 % 이상의 효율, 제조되는 수소에 관한 계산으로, 바람직하게는 65 % 이상의 효율(수소화분해된 공급 원료에 존재하는 수소 고려 없음)로 작업할 수 있다.

본 발명에 따른 방식에 있어서 촉매적 부분 산화 방법에 적당한 촉매는 담체상에 지지되는 원소 주기율표의 VIII 족의 하나 이상의 금속을 포함한다. 적당한 금속의 예는 로듐, 이리듐 및 루테늄 뿐만 아니라 2 종 이상의 상기 금속의 조합물을 포함한다. 특히 비틀림이 많은 담체를 적당하게 적용시킬 수 있다. 적당한 방법 조건은 산소:탄소 몰비 0.30 내지 0.80, 바람직하게는 0.45 내지 0.75, 및 가장 바람직하게는 0.45 내지 0.65 범위; 온도 800 ℃ 내지 1200 ℃, 특히 900 ℃ 내지 1100 ℃를 이용하면서 가스 속도 100,000 내지 10,000,000 ℓ/kg/hr 범위, 바람직하게는 250,000 내지 2,000,000 ℓ/kg/hr 범위를 이용하는 것을 포함한다.

본 발명에 따른 방식의 이점은 수소를 주 생성물로서 제조하는 경우, 적합한 기본 시설(예컨대 도시 군락 및/또는 온실 농업)이 이용가능할 때 상용 작업 예컨대 강화된 오일 회수 또는 가열 목적으로 유용할 수 있는 상당량으로 이산화탄소를 동시에 제조하는 것이다.

약 5 중량% 이하의 황을 함유하는 공급 원료를 본 발명에 따른 방식에서 사용할 수 있기 때문에, 수소 처리는 황화수소를 발생시킬 수 있다. 상기 경우 수소화분해된 공급 원료로부터 황화수소를 제거시키고 이것을 황으로 전환시키는데 추가 공정 단계가 필요하다는 것은 명백할 것이다. 압력을 수소화가공된 생성물의 분리제거에 앞서 완화시키는 경우, 황화수소를 바람직하게 제거시키고 추가 가공 유니트 예컨대 SCOT 유니트로 보낼 수 있거나, 만일 수소의 농도가 충분히 많으면 CLAUS 유니트로 직접 공급시킬 수 있다. 당업자는 상기 가공 설비 및 이들의 작동 방법을 알고 있다.

본 발명에 따른 방식을 하기 예시적 실시예로 설명할 수 있다.

실시예 1

IBP 가 121 ℃ 이고 90 % 비등점이 533 ℃ 이며 0.02 중량% 의 황을 함유하는 탄화수소성 공급 원료를 수소화분해 유니트 10 에서 제올라이트 베타형 알루미나 지지된 촉매에 (수소/공급 원료비에 대한 예로, 1.5 톤/일의 수소와 함께 10 톤/일의 양으로) 통과시켜 단일 통과로 저비등 재료에 대한 공급 원료의 90 중량%를 전환시킨다. 생성물로서, 수소화가공된 공급 원료 섭취량에 관한 계산으로, 45 중량% 의 수소화가공된 생성물(케로센 및 가스 오일 포함)을 수득하면서 나머지 수소화분해된 공급 원료를 황화수소 제거 유니트로 보낼 수 있다. 황화수소 제거 유니트를 이탈시킨 후 수소화분해된 공급 원료에 존재하는 수소의 분리 제거(및 수소화분해 유니트에 요구되는 수소의 일부로서 사용되는 공급 원료에 회수) 후, 탄화수소성 공급 원료에 대한 계산으로, 55 중량%를 수소 제조 유니트 40(수성 가스 교대 반응기와 함께 촉매적 부분 산화 유니트 포함)에 보낼 수 있고 여기에 7 톤/일의 양의 스팀을 첨가시킬 수 있다. 우세한 조건하에서, 1.1 톤/일의 수소를 (17 톤/일의 이산화탄소의 형성과 함께) 제조할 수 있다. 제조된 수소량의 200 kg/일을 사용하여 수소화분해 유니트 10에서 수소 소비의 균형을 맞출 수 있으면서 900 kg/일을 수출용으로 이용가능하다.

실시예 2

실시예 1 에 정의된 탄화수소성 공급 원료를 (공정의 내부 요건 및 수출 이용가능성을 모두 만족시키기 위해) 주생성물로서 과량의 수소를 제조하도록 고안되는 처리를 시킬 수 있다. 400 kg/일의 수소 소비 및 실시예 1 에 기재된 제올라이트 베타형 촉매를 이용함으로써 수득되는 통과당 90 % 의 전환율 하에서 수소화분해된 공급 원료를 제조하고, 황화수소 제거 및 재순환 수소의 분리 제거 후 이것을 모두 13.3 톤/일의 스팀으로 공급되는데 또한 필요한 수소 제조 유니트에 보낼 수 있다. 유니트는 (수소 제거에 앞서 분리 제거 작업에서 이미 방출되는 수소량을 고려하여) 수소화분해 유니트로 보낼 수 있는 공정의 내부 요건을 만족시키는 양의 수소 2.05 톤/일을 제조할 수 있다. 상기 제공된 조건하에서 32 톤/일의 이산화탄소를 함께 제조하면서 1.65 톤/일의 수소를 수출용으로 이용가능할 수 있다.

Claims (18)

1. 수소화분해(hydrocracking)된 공급 원료로부터 적어도 부분적으로 제조되는 수소를 이용하여 탄화수소성 공급 원료를 촉매적 수소화분해 처리시키고, 수소화가공된(hydroprocessed) 생성물을 회수하는 경우 그것을 분리 처리시킨 후, 수소화분해된 공급 원료의 적어도 일부를 처리시켜 수소를 적어도 부분적으로 생성물로서 회수되는 단일 작업으로 수소를 제조하는, 탄화수소성(hydrocarbonaceous) 공급 원료로부터 수소 및 수소화가공된 생성물의 제조 방식.
2. 제 1 항에 있어서, 약 주위 온도의 초기 비등점을 갖는 공급 원료 내지 약 650 ℃ 의 최종 비등점 범위를 갖는 공급 원료에 해당하는 공급 원료를 이용하는 방식.
3. 제 2 항에 있어서, 90 % 비등점 범위가 400 ℃ 내지 600 ℃ 이도록 하는 비등점을 갖는 공급 원료를 이용하는 방식.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 황함량이 5 중량% 이하, 바람직하게는 3 중량% 미만의 공급 원료를 이용하는 방식.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 회수되는 수소화분해된 생성물의 비등점 범위 이상인 비등점 범위의 재료를 5 내지 40 중량% 함유하는 탄화수소성 공급 원료를 이용하는 방식.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 케로센 및/또는 가스 오일이 수소화분해된 공급 원료로부터 수소화분해된 생성물로서 회수되는 방식.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 수소 처리로부터 회수되지 않은 재료의 일부 또는 전부가 수소 및 (이)산화탄소를 제조하는 촉매적 산화 공정을 거치는 방식.
8. 제 7 항에 있어서, 촉매적 산화 공정이 촉매적 부분 산화 공정 및 수성 가스 교대 공정을 포함하는 방식.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 케로센 및/또는 가스 오일 및 수소가 수성 가스 교대 단계에서 사용된 탄화수소성 공급 원료 및 물 이외의 공급 원료 없이 제조되는 방식.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 수소화분해 처리로 발생되는 황화수소가 통상적 수단에 의해 원소성 황으로 전환되는 방식.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 수소화가공된 생성물의 비등점 범위 초과인 비등점 범위를 갖는 재료의 50 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상을 전환시킬 수 있는 촉매 시스템을 이용하는 방식.
12. 제 11 항에 있어서, 활성 성분으로서 제올라이트 베타를 함유하는 수소화분해 촉매를 이용하는 방식.
13. 제 12 항에 있어서, 제올라이트 베타계 촉매가 처리되는 분획의 90 중량% 이상을 전환시켜 수소화가공된 생성물을 수득할 수 있는 방식.
14. 제 11 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 수소화분해 처리가 200 내지 550 ℃, 바람직하게는 250 내지 450 ℃ 에서 실시되는 방식.
15. 제 11 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 수소화분해 처리가 400 기압 이하, 바람직하게는 10 내지 200 기압에서 실시되는 방식.
16. 제 7 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 촉매적 산화 단계로 발생되는 수소가 탄화수소성 공급 원료에 존재하거나, 수소화분해 처리 동안 제조되는 탄소수 4 이하의 탄화수소로부터 적어도 부분적으로 제조되는 방식.
17. 제 16 항에 있어서, 촉매적 산화 단계로의 공급 원료가 탄소수 4 이하의 탄화수소로 이루어지는 방식.
18. 제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서, 수소가 수소화분해된 공급 원료로부터 그리고 만일 수소화분해된 공급 원료가 수소 제조 단계에 앞서 회수되지 않을 경우 수소화가공된 생성물로부터 분리 제거되는 방식.