KR20030073026A - 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법 - Google Patents

연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종래 수소화 반응공정에 사용되어지는 감압가스유(VGO)에 탈아스팔트유(DAO)를 혼합하여 이로부터 발생되어지는 미전환유(UCO)로부터 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법 {Method for producing feedstocks of high quality and heavy lube base oil from unconverted oil of fuels hydrocracker}
본 발명은 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종래 수소화 반응공정에 사용되어지는 감압가스유(VGO)에 탈아스팔트유(DAO)를 혼합하여 이로부터 발생되어지는 미전환유(UCO)로부터 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래의 연료유 수소화 분해공정(Fuel Hydrocracker)과 연계하여 윤활기유 공급원료를 제조하는 공정은 감압증류공정(V1)에서 생산된 감압가스유(VGO)를 수소화분해하면서 발생되는 미전환유(UCO)를 이용하는 방법으로, 먼저 유분속에 포함된 황, 질소, 산소 및 금속성분 등의 불순물을 제거하는 수소화처리 반응공정(R1)을 거친 후, 주 반응공정인 수소화분해 반응공정(R2)을 통과하면서 경질 탄화수소로 상당량이 전환되고, 일련의 분별증류공정(Fs)을 거치면서 분해된 각종 오일 및 가스를 분리하여 경질 유분을 제품화한다. 상기 반응에 있어서, 일반적으로 패스당 반응(Reactor per-pass) 전환율이 40% 정도로 설계되며, 패스당 전환율을 100%로 운전하는 것은 실질적으로 불가능하므로 마지막 분별증류공정에서는 항상 미전환유(UCO)가 발생하게 되며, 이를 일부 외부로 빼내어 윤활기유의 원료로 사용하고 나머지를 수소화분해 반응공정으로 리싸이클한다.
공급되는 감압가스유(VGO)에 다량 포함된 방향족 화합물, 황 화합물, 산소 화합물 및 질소 화합물 등은 수소화처리 반응공정 및 수소화분해 반응공정을 거치면서 거의 대부분 수소에 의해 포화되기 때문에 부산되는 미전환유(UCO)의 90% 이상은 포화 탄화수소가 되므로 윤활기유(Lube Base Oil) 성상에서 가장 중요한 특성의 하나인 점도지수가 높은 오일이 된다.
이에 본출원인은 한국 특허공고 제96-13606호에서, 감압가스유(VGO) 연료유 수소화 분해공정의 리싸이클 모드 오퍼레이션(recycle mode operation)에서 직접 미전환유(UCO)를 빼내어 윤활기유 생산용 공급원료로 제공함으로써 제1 감압증류공정(V1, 상압잔사유 감압증류공정)에 리싸이클시킬 필요가 없이 상기 제1 감압증류공정(V1), 및 수소화처리 및 수소화분해 반응공정(R1 및 R2)의 요량(부하)을 감소시켜 효과적인 연료유 및 고급 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법을 제시(도 1 참조)하였다. 이에 따라 미전환유(UCO)를 윤활기유 공급원료의 제조에 사용하지 않고 제1 감압증류공정(V1) 또는 수소화분해 반응공정(R2)으로 리싸이클시키는 종래의 연료유 수소화 분해반응 공정에 비하여, 상기 윤활기유 공급원료의 제조방법은 비효율성을 크게 제거하면서 100N, 150N 등급의 점도를 갖는 고급 윤활기유 공급원료를 제조할 수 있게 하였으나, 감압가스유(VGO)가 수소화분해 반응공정(R2)에서 상당량 경질화되기 때문에 미전환유(UCO)에 포함된 500N 등급의 중질 윤활기유 공급원료는 상대적으로 적은 양이 생산되는 단점이 있었다.
이에 본 출원인은 전술한 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법의 효율을 극대화하기 위해 연구한 결과, 감압가스유(VGO)보다 상대적으로 중질이면서 수소화분해 반응공정이 적절하게 이루어질 수 있는 탈아스팔트유(DAO)를 감압잔사유(VR)로부터 생산하여 상기 감압가스유(VGO)와 혼합하여 수소화분해 반응시킨 후 이로부터 발생되는 미전환유(UCO)를 이용하여 고급 윤활기유의 공급원료 뿐만 아니라 중질 윤활기유의 공급원료를 병합하여 생산할 수 있는 방법을 제시하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법의 효율을 극대화하면서 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법은, 상압잔사유를 제1 감압증류공정(V1)에서 증류하여 감압가스유 및 감압잔사유를 분리하고, 상기 감압가스유는 직접 수소화 반응공정(R3)으로 공급하며, 상기 감압잔사유는 용매 탈아스팔트 장치(SDA)에 공급하여 아스팔트 및 불순물이 제거된 탈아스팔트유를 얻고 얻어진 탈아스팔트유를 상기 감압가스유와 함께 수소화 반응공정(R3)으로 공급하는 단계; 상기 수소화 반응공정(R3)에 공급된 감압가스유와 탈아스팔트유에서 불순물을 제거하고 수소화처리 및 수소화분해를 통해 경질 및 중질의 탄화수소를 얻는 단계; 상기 경질 및 중질의 탄화수소를 일련의 분별증류공정(Fs)에 적용하여 오일제품 및 미전환유로 분리하는 단계; 상기 모든 미전환유를 제2 감압증류공정(V2)에 공급하여 소정의 점도등급을 갖는 고급 및 중질 윤활기유 공급원료, 및 잔량의 미전환유를 얻는 단계; 및 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터의 잔량의 미전환유를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키는 단계로 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 또 다른 방법은, 상압잔사유를 제1 감압증류공정(V1)에서 증류하여 감압가스유 및 감압잔사유를 분리하고, 상기 감압가스유는 직접 수소화 반응공정(R3)으로 공급하며, 상기 감압잔사유는 용매 탈아스팔트 장치(SDA)에 공급하여 아스팔트 및 불순물이 제거된 탈아스팔트유를 얻고 얻어진 탈아스팔트유를 상기 감압가스유와 함께 수소화 반응공정(R3)으로 공급하는 단계; 상기 수소화 반응공정(R3)에 공급된 감압가스유와 탈아스팔트유에서 불순물을 제거하고 수소화처리 및 수소화분해를 통해 경질 및 중질의 탄화수소를 얻는 단계; 상기 경질 및 중질의 탄화수소를 일련의 분별증류공정(Fs)에 적용하여 오일제품 및 미전환유로 분리하는 단계; 상기 미전환유의 일부를 제2 감압증류공정(V2)에 공급하여 소정의 점도등급을 갖는 고급 및 중질 윤활기유 공급원료, 및 잔량의 미전환유를 얻는 단계; 및 상기 분별증류공정(Fs)으로부터의 나머지 미전환유를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키면서, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터의 잔량의 미전환유를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키는 단계로 이루어진다.
도 1은 종래의 연료유 수소화 분해공정 및 윤활기유 공급원료를 리싸이클 모드로서 제조하는 개략공정도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용매 탈아스팔트 장치(SDA)를 이용한 연료유 수소화 분해공정 및 윤활기유 공급원료를 리싸이클 모드로서 제조하는 개략공정도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용매 탈아스팔트 장치(SDA)를 이용한 연료유 수소화 분해공정 및 윤활기유 공급원료를 1회 통과 모드로서 제조하는 개략공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
DAO: 탈아스팔트유,VGO: 감압가스유
UCO: 미전환유,AR : 상압잔사유
VR: 감압잔사유,V1: 제1 감압증류공정
V2: 제2 감압증류공정,SDA: 용매 탈아스팔트 공정
R1: 수소화처리 반응공정,R2: 수소화분해 반응공정
R3: 수소화 반응공정,Fs: 분별증류공정
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하면서 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 도 1은 종래의 연료유 수소화 분해공정 및 윤활기유 공급원료를 리싸이클 모드로서 제조하는 개략공정도로서, 감압가스유(VGO)를 수소화처리 반응공정(R1), 수소화분해 반응공정(R2) 및 분별증류공정(Fs)을 통하여 경질 유분을 생산하고 이로부터 발생되는 미전환유(UCO)를 시스템 외부로 빼내어 윤활기유 생산에 이용함으로써 내화성 화합물과 다핵 방향족 화합물의 누적 방지를 자동적으로 달성하면서 고급 윤활기유의 공급원료를 제조하는 방법이다.
상기 도 1과는 달리, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용매 탈아스팔트 장치(SDA)를 이용한 연료유 수소화 분해공정 및 윤활기유 공급원료를 리싸이클 모드로 제조하는 개략공정도로서, 수소화 반응공정의 원료로 감압가스유(VGO)만을 사용하는 것이 아니라 용매 탈아스팔트 장치(SDA)를 설치하여 감압잔사유(VR)로부터 탈아스팔트유(DAO)를 생산한 후 감압가스유(VGO)와 혼합하여 수소화처리 반응공정과 수소화분해 반응공정으로 이루어진 수소화 반응공정(R3)의 원료로 사용하여 경질 유분을 생산하고 이에 수반되는 미전환유(UCO)를 사용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 생산하는 방법이다.
좀 더 구체적으로 도 2를 참조하면, 본 발명은 상압잔사유(AR)를 제1 감압증류공정(V1)에서 증류하여 감압가스유(VGO) 및 감압잔사유(VR)로 분리하고, 상기 감압가스유(VGO)는 직접 수소화 반응공정(R3)으로 공급하며, 상기 감압잔사유(VR)는 용매 탈아스팔트 장치(SDA)에 공급하여 탈아스팔트유(DAO)를 얻는다. 이렇게 얻어진 탈아스팔트유(DAO)를 상기 감압가스유(VGO)와 함께 수소화 반응공정(R3)으로 공급한다.
상기 탈아스팔트유(DAO)는 제1 감압증류공정(V1)에서 생성된 감압잔사유(VR)가 용매 탈아스팔트 공정(SDA)의 원료로 투입되어 아스팔트 및 불순물이 적절하게 제거되어 제조된다. 상기 용매 탈아스팔트 공정(SDA)에 사용되어지는 용매로는 주로 탄소수가 3개 내지 6개의 노말 또는 이소 파라핀 용매가 주로 사용되어지며, 구체적으로는 노말프로판(n-propane), 노말부탄(n-butane), 이소부탄(iso-butane), 노말펜탄(n-pentane) 및 노말헥산(n-hexane)으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 원료인 감압잔사유(VR) 대비 탈아스팔트유(DAO)의 수율은 운전조건 및 용매에 따라 변화되는데 용매의 탄소수가 많을수록 커지는 경향을 보이며, 일반적으로 약 15∼80부피%이다.
또한 상기 수소화 반응공정(R3)에 공급된 감압가스유(VGO)와 탈아스팔트유(DAO)는 불순물을 제거하고 수소화처리 및 수소화분해를 통해 경질 및 중질의 탄화수소로 생성되는데, 상기 수소화 반응공정(R3)은 수소화처리 공정 및 수소화분해 공정이 1회 통과(once-through) 모드 또는 리싸이클(recycle) 모드로 운전되고, 또한 일단(one-stage) 또는 이단(two-stage)으로 다양하게 구성될 수 있다. 이때 상기 수소화 반응공정(R3)의 원료인 감압가스유(VGO) 및 탈아스팔트유(DAO)의 혼합시에 감압가스유(VGO)의 함량이 높아지면 고급 윤활기유 공급원료의 생산량이 높아지고, 탈아스팔트유(DAO)의 함량이 높아지면 중질 윤활기유 공급원료로 가능한 부분이 많아지지만 탈아스팔트유(DAO)의 성상이 감압가스유(VGO)에 비해 좋지 않기 때문에, 혼합부피비(VGO/DAO)는 0.4∼5.0가 바람직하다.
이후 생성된 경질 및 중질의 탄화수소를 일련의 분별증류공정(Fs)에 적용하여 오일제품 및 미전환유(UCO)로 분리한다. 분리된 미전환유(UCO)의 전부 또는 일부를 제2 감압증류공정(V2)에 공급하여, 일정수준의 전환율을 유지하기 위해 분별증류공정(Fs)에서 생성된 미전환유(UCO) 대비 15∼50% 만큼만 소정의 점도등급을 갖는 고급 및 중질 윤활기유 공급원료로 분류하고 잔량의 미전환유(UCO)를 얻게 된다.
하기 표 1에, 공급되는 감압가스유(VGO) 대 탈아스팔트유(DAO)의 성상 및 총괄 전환율이 75%일 때 부산되는 미전환유(UCO)의 대표적인 성상을 나타내고 있다.
VGO DAO UCO
API 비중 22 10.6 23.3
증류, ASTM D-2887
초류점/% 260 342 350
10% 372 519 390
30% 415 575 430
50% 445 616 493
70% 475 661 570
90% 516 727 640
종류점/% 547/98.5 755/96.5 720/97.5
수소, wt% 12.0
질소, wppm 800 3300 23
황, wt% 3.0 4.0 0.015
점도@100℃, cSt 6.35 296 10.15
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 감압가스유(VGO)보다 상대적으로 중질인 탈아스팔트유(DAO)를 혼합하여 사용함으로써, 이로 인해 발생되는 미전환유(UCO)는 감압가스유(VGO)만을 이용한 미전환유(UCO)에 비하여, 다양한 비점 및 점도 범위를 갖게 되므로, 제2 감압증류공정(V2)에서 필요한 점도 등급의 윤활기유 공급원료를 분리하여 150N과 같은 다량 소요되는 점도 등급의 공급원료 생산은 물론, 100N(100℃에서 점도가 3.8∼4.2cst 정도) 등급의 원료, 및 중질 윤활기유 500N(100℃에서 점도가 11∼13cst 정도) 등급까지 생산을 가능하게 하는 것이다.
또한 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터의 잔량의 미전환유(UCO)는 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시킨다. 한편, 선택적으로 일부만 제2 감압증류공정(V2)으로 공급된 경우에는 상기 분별증류공정(Fs)으로부터의 나머지 미전환유(UCO)를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키면서, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터의 잔량의 미전환유(UCO)를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키게 된다.
또한 상기 제2 감압증류공정(V2)에서 발생되는 최종잔사유는 불순물이 농축되어 있으므로 전체 공정운전에 무리가 가지 않도록, 필요한 경우에 한하여 시스템 밖으로 최소량 빼내어 연료유 배합용 유분으로 사용할 수 있다. 따라서, 윤활기유 생산용 공급원료로 공급되는 것과 상기 언급한 필요시 빼내는 소량의 연료유 배합용을 제외한 나머지 미전환유(UCO)는 모두 회수되어 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클되어 운전되면서 손실을 최소화하도록 운전되도록 한다.
이 때, 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클되는 총 미전환유에 대한 상기 분별증류공정(Fs)에서 생성되는 미전환유의 비는 1.15∼2.0 : 1이 바람직하며, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클되는 미전환유에 대한 제2 감압증류공정(V2)으로 공급되는 미전환유의 비는 1.15∼5.0 : 1이 바람직하다.
한편, 본 발명은 전술한 바와 같이 리싸이클 모드로 운전할 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 1회 통과(once-through) 모드로도 운전될 수 있다. 즉, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터 발생되는 미전환유는 윤활기유 공급원료, 및 연료유 배합용 유분으로 사용하기 위해 배출된 최종잔사유의 유출량을 제외한 나머지이므로, 본 발명에 있어서 1회 통과 모드라 함은, 제2 감압증류공정(V2)으로부터 수소화 반응공정(R3)으로 미전환유(UCO)가 리싸이클되지 않고 일부는 윤활기유 공급원료로 사용하고, 그 나머지는 연료유 배합용 유분으로 사용하기 위해 공정밖으로 모두 배출되도록 운전함을 의미한다.
또한 상기 제2 감압증류공정(V2)은 320∼370℃의 탑저온도 및 40∼290mmHg의 탑저압력으로 운전되며, 상기 제2 감압증류공정(V2)에서 얻어진 소정의 점도등급을 갖는 윤활기유 공급원료는 탈왁스 공정 및 안정화 공정으로 더욱 진행시키게 된다.
따라서 본 발명에 따라, 같은 양의 상압잔사유(AR)가 제1 감압증류공정(V1)에 공급되었을 경우에 감압잔사유(VR)로부터 약 15∼80부피%까지 탈아스팔트유(DAO)를 추출하여 감압잔사유(VGO)와 혼합하고, 수소화 반응공정(R3)의 원료로 사용할 수 있으므로, 종래의 감압가스유(VGO)만 수소화처리하는 도 1의 공정에 비하여 약 7.5∼40% 정도의 상압잔사유(AR)를 더 부가가치가 높은 경질유분, 고급 및 중질 윤활기유 공급원료로 전환할 수 있는 부가적인 장점을 갖는다.
이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
상기 표 1에 나타난 성상을 지닌 감압가스유(VGO) 및 탈아스팔트유(DAO)를무게비(밀도1)로 3:7로 혼합한 원료를 수소화처리 반응공정에서 LHSV(Liquid Hourly Space Velocity) 1.2hr-1, 압력 13.5Mpa, 온도 401℃, HDM(수첨탈금속), HDS(수첨탈황), HDN(수첨탈질), HDCCR(수첨탈탄소잔유물) 기능을 가진 촉매(상품명: CDS-DM5C, CDS-R25N, 일본 CCIC사 제품)를 이용하여 수소와 오일의 비를 1000nL/L의 조건으로 처리한 후, 후술하는 리싸이클된 미전환유(UCO)와 함께 LHSV 0.4hr-1, 압력 13.5Mpa, 온도 391℃로 HDC(수소화분해) 촉매(상품명: R-HYC, 일본 CCIC사 제품)를 이용하여 수소와 오일의 비를 1000nL/L의 조건으로 수소화분해 반응공정에서 처리하였다. 용매 탈아스팔트 공정(SDA)에서 용매는 노말펜탄(n-pentane)을 사용하였고 탈아스팔트유(DAO)의 수율은 73LV%이었다.
이어서 통상의 분리기 및 일련의 분별증류공정을 거쳐 비점이 350℃ 이하인 디젤 및 경질제품을 회수하고 상기 표 1에 나타난 성상을 지닌 미전환유(UCO)를 얻었으며, 이를 모두 제2 감압증류공정(V2)에 주입하여 탑정압력 65mmHg, 탑정온도 90℃, 및 탑저압력 130mmHg, 탑저온도 345℃로 감압증류하여 하기 표 2a와 같은 경질추출물(Light Distillate) 13.0LV%, 100N 추출물 8LV%, 150N 경질추출물 25.0LV%, 중간추출물 17LV%, 500N 중질추출물 17.0LV% 및 최종잔사유 20LV% 등을 얻었다.
이중 100N, 150N, 500N 추출물만 중간제품으로 하고, 공급량(제2 감압증류공정(V2)으로 공급되는 미전환유(UCO) 양)의 40%(즉, 100N: 5%, 150N: 20%, 500N: 15%)만 빼내고 나머지(공급량의 60%)는 모두 합하여 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시켰다. 따라서 하기 표 2a에 나타난 것과 같은 100N 및 150N 등급의 고점도 지수, 저휘발도의 고급 윤활기유 공급원료를 생산하였고, 500N 등급의 중질 윤활기유의 원료생산이 가능하였다.
경질추출물 100N 추출물 150N 추출물 중간추출물 500N추출물 최종잔사유
API 비중 38.8 38.6 37.8 34.2 29.3 18.4
증류, ASTM D-2887
초류점 278 377 424 455 520 580
10%/30% 305/402 405/412 442/458 472/496 545/567 608/631
50%/70% 405/414 421/431 471/493 518/538 589/611 659/686
90%/종류점 430/462 446/482 514/523 545/560 638/650 711/725
점도, cst
@100℃ 3.45 3.80 5.70 9.12 12.2 34.5
점도지수 123 134 152 118 109 63
유동점, ℃ 30.7 35.0 49.5
실시예 2
상기 표 1에 나타난 성상을 지닌 감압가스유(VGO)와 탈아스팔트유(DAO)를 무게비로 3:7로 혼합한 원료를 수소화처리 반응공정(R1)에서 LHSV(Liquid Hourly Space Velocity) 1.2hr-1, 압력 13.5Mpa, 온도 401℃, HDM, HDS, HDN, HDCCR 기능을 가진 촉매(상품명: CDS-DM5C, CDS-R25N, 일본 CCIC사 제품)를 수소와 오일의 비를 1000nL/L의 조건으로 처리한 후, 후술하는 리싸이클된 미전환유(UCO)와 함께 LHSV 0.4hr-1, 압력 13.5Mpa, 온도 391℃ HDC 촉매(상품명: R-HYC, 일본 CCIC사 제품)를 이용하여 수소와 오일의 비를 1000nL/L의 조건으로 수소화분해 반응공정에서 처리하였다. 용매 탈아스팔트 공정(SDA)에서 용매는 노말펜탄(n-pentane)을 사용하였고 탈아스팔트유의 수율은 73LV%이었다.
이어서 통상의 분리기 및 일련의 분별증류공정을 거쳐 비점이 350℃ 이하인 디젤 및 경질제품을 회수하고 상기 표 1에 나타난 성상을 지닌 미전환유(UCO)를 얻었으며, 이 미전환유(UCO)의 50%를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키고 나머지는 제2 감압증류공정(V2)에 주입하여 탑정압력 65mmHg, 탑정온도 90℃ 및 탑저압력 130mmHg, 탑저온도 345℃로 감압증류하여 하기 표 2b와 같은 경질추출물(Light Distillate) 13.0LV%, 100N 추출물 8LV%, 150N 경질추출물 25.0LV%, 중간추출물 17LV%, 500N 중질추출물 17.0LV% 및 최종잔사유 20LV% 등을 얻었다.
이중 100N, 150N, 500N 추출물만 중간제품으로 하고, 공급량(제2 감압증류공정(V2)으로 공급되는 미전환유(UCO) 양)의 80%(즉, 100N: 10%, 150N: 40%, 500N: 30%)만 빼내고 나머지(공급량의 20%)는 모두 합하여 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시켰다. 따라서 하기 표 2b에 나타난 것과 같은 100N 및 150N 등급의 고점도 지수, 저휘발도의 고급 윤활기유 공급원료를 생산하였고, 500N 등급의 중질 윤활기유의 원료생산이 가능하였다.
경질추출물 100N추출물 150N추출물 중간추출물 500N추출물 최종잔사유
API 비중 38.9 38.6 37.7 34.0 29.4 18.6
증류, ASTM D-2887
초류점 276 378 421 456 521 581
10%/30% 304/403 404/413 440/456 471/498 544/568 607/630
50%/70% 403/412 425/432 473/492 517/539 586/610 658/685
90%/종류점 432/460 447/482 515/521 546/561 637/651 710/724
점도, cst
@100℃ 3.42 3.81 5.72 9.10 12.1 34.7
점도지수 121 132 150 119 111 62
유동점, ℃ 30.4 35.4 49.8
상기 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 낮은 휘발성과 고점도 지수를 갖는 고급 윤활기유 공급원료 및 중질 윤활기유 원료를 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 설비를 상당히 효과적으로 이용하여 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법의 효율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (12)

  1. 상압잔사유를 제1 감압증류공정(V1)에서 증류하여 감압가스유 및 감압잔사유를 분리하고, 상기 감압가스유는 직접 수소화 반응공정(R3)으로 공급하며, 상기 감압잔사유는 용매 탈아스팔트 장치(SDA)에 공급하여 아스팔트 및 불순물이 제거된 탈아스팔트유를 얻고 얻어진 탈아스팔트유를 상기 감압가스유와 함께 수소화 반응공정(R3)으로 공급하는 단계;
    상기 수소화 반응공정(R3)에 공급된 감압가스유와 탈아스팔트유에서 불순물을 제거하고 수소화처리 및 수소화분해를 통해 경질 및 중질의 탄화수소를 얻는 단계;
    상기 경질 및 중질의 탄화수소를 일련의 분별증류공정(Fs)에 적용하여 오일제품 및 미전환유로 분리하는 단계;
    상기 모든 미전환유를 제2 감압증류공정(V2)에 공급하여 소정의 점도등급을 갖는 고급 및 중질 윤활기유 공급원료, 및 잔량의 미전환유를 얻는 단계; 및
    상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터의 잔량의 미전환유를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법.
  2. 상압잔사유를 제1 감압증류공정(V1)에서 증류하여 감압가스유 및 감압잔사유를 분리하고, 상기 감압가스유는 직접 수소화 반응공정(R3)으로 공급하며, 상기 감압잔사유는 용매 탈아스팔트 장치(SDA)에 공급하여 아스팔트 및 불순물이 제거된 탈아스팔트유를 얻고 얻어진 탈아스팔트유를 상기 감압가스유와 함께 수소화 반응공정(R3)으로 공급하는 단계;
    상기 수소화 반응공정(R3)에 공급된 감압가스유와 탈아스팔트유에서 불순물을 제거하고 수소화처리 및 수소화분해를 통해 경질 및 중질의 탄화수소를 얻는 단계;
    상기 경질 및 중질의 탄화수소를 일련의 분별증류공정(Fs)에 적용하여 오일제품 및 미전환유로 분리하는 단계;
    상기 미전환유의 일부를 제2 감압증류공정(V2)에 공급하여 소정의 점도등급을 갖는 고급 및 중질 윤활기유 공급원료, 및 잔량의 미전환유를 얻는 단계; 및
    상기 분별증류공정(Fs)으로부터의 나머지 미전환유를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키면서, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터의 잔량의 미전환유를 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료유 수소화 분해공정의 미전환유를 이용하여 고급 및 중질 윤활기유 공급원료를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소정의 점도등급을 갖는 윤활기유 공급원료는 탈왁스 공정 및 안정화 공정으로 더욱 진행시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클되는 미전환유는 윤활기유 공급원료, 및 연료유 배합용 유분으로 사용하기 위해 배출된 최종잔사유의 유출량을 제외한 나머지인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터 배출되는 미전환유의 일부는 윤활기유 공급원료로 사용되고, 그 나머지는 모두 연료유 배합용 유분으로 사용하기 위해 배출되어 리싸이클되는 미전환유가 없는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수소화 반응공정(R3)은 수소화처리 공정 및 수소화분해 공정이 일단(one-stage) 또는 이단(two-stage)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미전환유로부터 얻어지는 소정의 점도등급을 갖는 고급 및 중질 윤활기유 공급원료는 100N, 150N 및 500N 등급의 윤활기유 공급원료인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매 탈아스팔트 장치(SDA)에서 사용되는 용매는 노말프로판(n-propane), 노말부탄(n-butane), 이소부탄(iso-butane), 노말펜탄(n-pentane) 및 노말헥산(n-hexane)으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 얻어진 탈아스팔트유의 수율은 15∼80부피%인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수소화 반응공정(R3)의 원료인 감압가스유 및 탈아스팔트유의 혼합부피비(VGO/DAO)가 0.4∼5.0인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 감압증류공정(V2)은 320∼370℃의 탑저온도 및 40∼290mmHg의 탑저압력으로 운전되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클되는 미전환유에 대한 상기 분별증류공정(Fs)에서 생성되는 미전환유의 비가 1.15∼2.0 : 1인 것을 특징으로 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 감압증류공정(V2)으로부터 수소화 반응공정(R3)으로 리싸이클되는 미전환유에 대한 제2 감압증류공정(V2)에 공급되는 미전환유의 비가 1.15∼5.0 : 1인 것을 특징으로 하는 방법.
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