KR20030090677A - Two stage hydrocracking process - Google Patents

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KR20030090677A
KR20030090677A KR10-2003-7012129A KR20037012129A KR20030090677A KR 20030090677 A KR20030090677 A KR 20030090677A KR 20037012129 A KR20037012129 A KR 20037012129A KR 20030090677 A KR20030090677 A KR 20030090677A
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hydrolysis
hydrogen
hydrocracking
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KR10-2003-7012129A
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타커바산트피
엘릭다니엘엘
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유오피 엘엘씨
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    • C10G65/12Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps

Abstract

2 단계 가수소분해 방법은, 제1 가수소분해 대역의 고도의 파라핀 유출물의 분해를 유도하는 감압 하의 제2 가수소분해 대역의 작동을 특징으로 한다. 또한 이 방법은 부분적으로 압축된 수소 보충 가스 스트림을 제2 가수소분해 대역으로 통과시킨 후 제2 가수소분해 대역 유출물로부터 회수된 가스를 압축하여 제1 단계 가수소분해 대역에 대한 보충 가스를 형성하는 것을 특징으로 한다. 제2 가수소분해 대역을 위한 재순환 가스 스트림은 없다.The two-stage hydrolysis method is characterized by the operation of the second hydrolysis zone under reduced pressure which leads to the decomposition of the highly paraffinic effluent of the first hydrolysis zone. The method also passes a partially compressed hydrogen make-up gas stream into the second hydrolysis zone and then compresses the gas recovered from the second hydrolysis zone effluent to recover the make-up gas for the first stage hydrolysis zone. It is characterized by forming. There is no recycle gas stream for the second hydrolysis zone.

Description

두 단계 가수소분해 방법{TWO STAGE HYDROCRACKING PROCESS}Two Step Hydrolysis Method {TWO STAGE HYDROCRACKING PROCESS}

기술 분야Technical field

본 발명은 당업계에서 가수소분해로서 언급되는 탄화수소 전환 공정에 관한 것이다. 이 공정은 원유의 중질 분급물 또는 중간 분급물의 평균 분자량을 감소시키기 위해 석유 정제소에서 공업적으로 이용된다. 본 발명은 더욱 직접적으로는 특정 보충 수소 유로를 갖는 통합형 가수소처리/가수소분해 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrocarbon conversion process, referred to in the art as hydrogenolysis. This process is used industrially in petroleum refineries to reduce the average molecular weight of heavy or intermediate grades of crude oil. The present invention more directly relates to an integrated hydroprocessing / hydrohydrolysis process with a particular supplemental hydrogen flow path.

배경 기술Background technology

석유에서 유도된 다량의 탄화수소는 가수소분해라고 불리우는 정제 공정에 의해 자동차 연료로서 사용되는 고 가치의 탄화수소 분급물로 전환된다. 이 공정에서 중질 공급물은 고온 및 고압 조건에서 수소의 존재 하에 고체 촉매의 고정상과 접촉되고, 그 결과 공급물 분자의 상당 부분이 크기는 작아지고 휘발성은 커진 분자로 분해된다. 석유 연료의 높은 경제적 가치로 인해 가수소분해 촉매 및 관련되는 공정 기술의 광대한 개발이 이루어졌다.Large quantities of hydrocarbons derived from petroleum are converted into high value hydrocarbon classifications used as automotive fuels by a purification process called hydrogenolysis. In this process, the heavy feed is contacted with the stationary phase of the solid catalyst in the presence of hydrogen at high and high pressure conditions, as a result of which a significant portion of the feed molecule is broken down into smaller and more volatile molecules. The high economic value of petroleum fuels has led to extensive development of hydrocracking catalysts and related process technologies.

가공하지 않은 석유 분급물은 상당량의 유기 황과 질소를 포함한다. 현대식 연료 규격에 부합하기 위해서는 황과 질소는 제거되어야 한다. 황과 질소를 제거하거나 감소시키는 것은 가수소분해 반응기의 작동에도 유리하다. 유기 황 및 질소가 수소/황화물 및 암모니아로 전환되는 가수소처리(hydrotreating)로서 언급되는 공정으로 황과 질소가 제거된다. 가소수처리 및 가수소분해에서 사용되는 공정 조건은 유사하기 때문에, 상기 2가지 공정이, 2가지 반응을 위한 별도의 순차 반응기와 공통의 생성물 회수부를 구비한 하나의 전체 공정 유닛으로 통합되는 일이 종종 있다.Raw petroleum fractions contain significant amounts of organic sulfur and nitrogen. Sulfur and nitrogen must be removed to meet modern fuel specifications. Removing or reducing sulfur and nitrogen is also advantageous for operation of the hydrolysis reactor. Sulfur and nitrogen are removed in a process referred to as hydrotreating where organic sulfur and nitrogen are converted to hydrogen / sulfide and ammonia. Because the process conditions used in plasticizing and hydrocracking are similar, it is often the case that the two processes are integrated into one complete process unit with separate sequential reactors for the two reactions and a common product recovery section. have.

관련 분야Related Fields

가수소처리 및 가수소분해는 모두 널리 실시되는 공업용 공정이다. 가수소분해 공정의 경제적 유용성이 매우 높기 때문에, 공정의 개량과 이 공정에 사용하기 위한 더욱 양호한 촉매의 개발에 많은 노력을 기울여 왔다. 상이한 가수소분해 공정 흐름도의 일반적인 검토 및 분류와 가수소분해 촉매의 설명은 마르셀 데커 인코포레이티드가 1996년에 발행한 Julius Scherzer 및 A.J. Gruia의 Hydrocracking Science and Technology의 문헌 174∼183 페이지에 개시되어 있다. 도 10.2, 10.3 및 10.4에는 가수소분해 반응기의 상류에 있는 가수소처리 반응기가 도시되어 있다. 여기에 언급된 바와 같이, 이것은 표적 석유 분자에 결합되어 있는 황 및 질소의 농도를 낮추기 위해서 가수소분해 유닛 공급물 스트림을 가수소처리 반응기에 먼저 통과시키는 기존의 실시법이다. 가수소분해 대역 사이에 어떤 형태의 중간 분리기를 구비하여 일렬로 2개의 가수소분해 반응 대역을 사용하여 탄화수소 상을 보유한 제2의 가수소분해 대역으로 넘어가는 생성물 탄화수소와 황화수소의 양을 감소시킬 수 있다. 도 10.4 및 10.5에 도시된 바와 같이 이러한 형태의 유닛을 일반적으로 2 단계 가수소분해 유닛이라고 한다.Hydrogenation and hydrogenolysis are both widely practiced industrial processes. Because of the very high economic utility of the hydrocracking process, much effort has been put into improving the process and developing better catalysts for use in the process. A general review and classification of the different hydrolysis process flow diagrams and description of the hydrolysis catalysts is given in Julius Scherzer and A.J., published in 1996 by Marcel Decker Incorporated. Gruia's Hydrocracking Science and Technology, pages 174-183. 10.2, 10.3 and 10.4 show a hydrotreating reactor upstream of the hydrolysis reactor. As mentioned herein, this is a conventional practice of first passing the hydrolysis unit feed stream through a hydrotreating reactor to lower the concentration of sulfur and nitrogen bound to the target petroleum molecule. Some form of intermediate separator between the hydrocracking zones can be used to reduce the amount of product hydrocarbons and hydrogen sulfide that pass to the second hydrocracking zone with hydrocarbon phase using two hydrocracking reaction zones in a row. have. As shown in Figures 10.4 and 10.5, this type of unit is generally referred to as a two-stage hydrolysis unit.

가수소분해에 사용된 고압은 재순환시키고자 하는 가수소분해 유출물의 임의의 부분의 압력을 보존하고, 또한 공정의 생성물 회수부에서 분리 메카니즘으로서압력 감소를 이용하려는 노력을 보조한다. 따라서, 가수소분해 반응기와 같은 고압 반응기의 유출물은 통상적으로, 반응 대역의 출구 압력과 유사한 압력에서 작동되고 고압 분리기(HPS)로서 언급되는 용기 내로 유동한다. HPS로부터 회수된 증기 스트림은 흔히 재순환 가스 또는 반응기로 재순환되는 수소 농축 가스 스트림의 전구물질이다.The high pressure used for the hydrocracking preserves the pressure of any portion of the hydrocracking effluent to be recycled, and also assists the effort to utilize the pressure reduction as a separation mechanism in the product recovery portion of the process. Thus, the effluent of a high pressure reactor, such as a hydrolysis reactor, is usually operated at a pressure similar to the outlet pressure of the reaction zone and flows into a vessel referred to as a high pressure separator (HPS). The vapor stream recovered from the HPS is often a precursor of a recycle gas or a hydrogen concentrated gas stream that is recycled to the reactor.

가수소분해 공정에서는 보충 수소 스트림을 가압하는 다단 압축기 또는 압축기 뱅크와 재순환 가스 스트림을 가압하는 또 다른 압축기를 사용하는 것이 일반적인 실시법이다. 2가지 상이한 압축기의 이러한 사용에 대해서는, 예컨대 US-A-4,197,184호에 개시되어 있다.In the hydrocracking process, it is common practice to use a multistage compressor or compressor bank to pressurize a supplemental hydrogen stream and another compressor to pressurize the recycle gas stream. Such use of two different compressors is disclosed, for example, in US Pat. No. 4,197,184.

본 분야는 또한 US-A-4,447,315호 및 US-A-5,190,633호에 개시된 바와 같이 다핵 방향족(PNA) 화합물을 제거하기 위한 가수소분해 공정에서 액상 탄화수소 재순환 스트림의 흡착 처리를 포함한다.The field also includes the adsorption treatment of a liquid hydrocarbon recycle stream in a hydrogenolysis process to remove polynuclear aromatic (PNA) compounds as disclosed in US-A-4,447,315 and US-A-5,190,633.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명은 부분적으로는 새로운 수소 흐름을 특징으로 하는 2단계 가수소분해 공정이다. 전체 보충 수소 스트림은, 3단계 보충 가스 압축기 중 제2 단계로부터 나온 가스를 사용하기 위해 충분히 낮은 압력에서 작동되는 제2 단계 가수소분해 반응기를 통해 공정으로 유입된다. 제2 단계 반응기로부터 회수된 증기를 제3 단계의 압축 대역으로 공급한다. 제2 단계 가수소분해 반응 대역에서의 낮은 압력은 제1 단계 가수소분해 반응기에서 분해되지 않는 파라핀계 탄화수소의 분해를 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 바람직한 제2 단계 작동 조건은 공정 흐름과 상승적으로 상호작용한다.The present invention is, in part, a two stage hydrogenolysis process characterized by a fresh hydrogen stream. The entire make-up hydrogen stream enters the process through a second stage hydrolysis reactor operated at a pressure low enough to use the gas from the second stage of the three stage make-up gas compressor. Steam recovered from the second stage reactor is fed to the compression zone of the third stage. Low pressure in the second stage hydrolysis reaction zone has been found to promote the decomposition of paraffinic hydrocarbons that do not degrade in the first stage hydrolysis reactor. Thus, preferred second stage operating conditions synergistically interact with the process flow.

본 발명의 광범위한 구체예는 2 단계 가수소분해 공정을 특징으로 할 수 있다. 이 공정은 비점이 371℃(700℉) 이상인 탄화수소를 포함하는 공급물 스트림과 수소를 제1 압력을 비롯한 가수소분해 조건에서 작동되고 가수소분해 촉매를 포함하는 제1 가수소분해 대역으로 통과시키고 수소, 황화수소, 미전환 공급물 성분 및 생성물 탄화수소를 포함하는 제1 가수소분해 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제1 가수소분해 대역 유출물을 분리하여 재순환 가스 스트림과 제1 액체 공정 스트림을 산출하고, 이 액체 공정 스트림을 생성물 분별증류 대역으로 통과시켜 미전환된 공급물 성분을 포함하는 저부 스트림과 증류 생성물 스트림을 생성하는 단계; 저부 스트림과 보충 수소 가스 스트림을, 더 낮은 제2 압력을 포함하는 파라핀 선택성 가수소분해 조건에서 작동되는 제2 가수소분해 대역으로 통과시키고, 제2 가수소분해 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제2 가수소분해 대역 유출물 스트림을 증기상 스트림과 액상 스트림으로 분리하고 액상 스트림을 생성물 분별증류 대역으로 통과시키는 단계; 및 증기상 스트림을 압축시키고 증기상 스트림을 보충 가스 스트림으로서 가수소처리 반응 대역으로 통과시키는 단계를 포함한다. 이 구체예에서, 제1 가수소분해 대역은 분리상 또는 반응기로서 가수소처리 촉매를 포함할 수 있으며, 제2 가수소분해 대역에서의 압력보다 적어도 2068 kPa(300 psi) 높은 압력에서 작동되는 것이 바람직하다.Broad embodiments of the invention may be characterized by a two-stage hydrolysis process. This process allows a feed stream containing hydrocarbons having a boiling point of at least 371 ° C. (700 ° F.) and hydrogen to be passed through a first hydrolysis zone operating at hydrolysis conditions including the first pressure and including a hydrolysis catalyst. Generating a first hydrocracked zone effluent stream comprising hydrogen, hydrogen sulfide, unconverted feed component and product hydrocarbons; Separation of the first hydrocracking zone effluent yields a recycle gas stream and a first liquid process stream, which are passed through a product fractionation zone to produce a bottoms stream and distillation product comprising unconverted feed components. Generating a stream; Passing the bottoms stream and the supplemental hydrogen gas stream to a second hydrolysis zone operating at paraffin selective hydrolysis conditions comprising a lower second pressure, and generating a second hydrolysis zone effluent stream; Separating the second hydrolysis zone effluent stream into a vapor phase stream and a liquid phase stream and passing the liquid stream through a product fractionation zone; And compressing the vapor phase stream and passing the vapor phase stream as a make-up gas stream to the hydrotreating reaction zone. In this embodiment, the first hydrolysis zone may comprise a hydroprocessing catalyst as a separate phase or as a reactor and is operated at a pressure at least 2068 kPa (300 psi) higher than the pressure in the second hydrolysis zone. desirable.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

도 1은 제2 단계 가수소분해 반응기(27)로 유입되는 보충 수소를 도시하는간략화된 공정 흐름도이다. 상기 반응기의 유출물에서 나온 증기는 이 공정에서 사용된 제3 단계(31)의 보충 기체 압축기로 흐른다.1 is a simplified process flow diagram illustrating supplemental hydrogen entering the second stage hydrocracking reactor 27. The vapor from the effluent of the reactor flows to the make-up gas compressor of the third stage 31 used in this process.

상세한 설명 및 바람직한 구체예Detailed Description and Preferred Embodiments

생성된 대부분의 미정제 석유는 현대식 연료나 석유화학 공급원료로 직접 사용될 수 없다. 공기 오염을 증가시키는 황 및 질소가 연료 내에 있다면, 이를 제거하기 위해 정제해야 한다. 연료의 휘발성 또는 유동 특성에 부합하도록 원유의 중질 성분의 평균 분자량을 감소시키기 위해 원유를 정제해야 한다. 마지막으로, 정제는 특정 탄화수소 생성물에 대한 품질 기준을 만족해야 한다.Most of the crude oil produced cannot be directly used as a modern fuel or petrochemical feedstock. If sulfur and nitrogen are present in the fuel that increase air pollution, they must be purified to remove them. Crude oil must be refined to reduce the average molecular weight of the heavy components of the crude oil to match the volatility or flow characteristics of the fuel. Finally, the purification must meet the quality criteria for the particular hydrocarbon product.

필요한 정제는 몇가지 방법으로 실시될 수 있다. 보다 잘 확립되어 있는 방법 중 하나는 촉매 가수소처리 및 촉매 가수소분해를 순차적으로 사용하는 것이다. 이것은 많은 석유 정제소에서 사용되는 양호하게 개발되어 있는 방법이다. 본 발명은 유닛의 비용을 절감하고 잠재적으로는 증류 생성물을 개량할 목적으로 변형된 2단계 가수소분해 유닛의 흐름도에 관한 것이다.The required purification can be carried out in several ways. One of the better established methods is to use catalytic hydrotreating and catalytic hydrogenolysis sequentially. This is a well developed method used in many petroleum refineries. The present invention relates to a flow diagram of a two-stage hydrolysis unit modified for the purpose of reducing the cost of the unit and potentially improving the distillation product.

석유에서 유도된 각종 공급물 물질을 공정으로 투입할 수 있다. 전형적인 공급원료는 사실상 비점이 약 204℃(400℉) 이상인 임의의 중질 무기물 또는 합성 오일 분급물을 포함한다. 따라서, 직류(straight run) 가스유, 진공 가스유, 탈금속화된 오일, 코크스화기 증류물, 캣 분해기 증류물 등과 같은 공급원료가 포함된다. 바람직한 공급원료는 감지할 수 있을 정도의 아스팔텐을 포함하지 않아야 한다. 가수소분해 공급물은, 일반적으로 1 ppm∼1.0 중량% 양으로 유기질소 화합물로서 존재하는 질소를 포함할 수 있다. 공급물은 황을 0.15 중량% 이상의 함량으로 제공하는 데 충분한 황 함유 화합물을 포함하는 것이 일반적이다. 또한, 공급물은 35 부피% 이상의 양으로 단핵 및/또는 다핵 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 가수소처리 대역에 대한 공급물 중의 화합물은 비점이 약 204℃(400℉) 내지 약 593℃(1100℉)의 넓은 범위 내에 있을 수 있으며, 바람직하게는 약 316℃(600℉)∼약 550℃(1022℉) 범위 내에 있다.Various feed materials derived from petroleum can be introduced into the process. Typical feedstocks include virtually any heavy mineral or synthetic oil classification having a boiling point of about 204 ° C. (400 ° F.) or greater. Thus, feedstocks such as straight run gas oil, vacuum gas oil, demetallized oil, coke-distillate distillate, cat cracker distillate and the like are included. Preferred feedstocks should not contain detectable asphaltenes. The hydrocracking feed may comprise nitrogen, which is present as the organic nitrogen compound, generally in an amount of 1 ppm to 1.0% by weight. The feed generally contains sufficient sulfur containing compound to provide sulfur in an amount of at least 0.15% by weight. The feed may also include mononuclear and / or polynuclear aromatic compounds in an amount of at least 35% by volume. Compounds in the feed to the hydrotreating zone may have boiling points within a wide range of from about 204 ° C. (400 ° F.) to about 593 ° C. (1100 ° F.), preferably from about 316 ° C. (600 ° F.) to about 550 ° C. (1022 ° F.).

종래의 가수소분해 공정의 대표적인 일례에서, 중질 가스유를 공정에 투입하고 탄화수소 재순환 스트림과 혼합한다. 그 결과 생성되는 2가지 액상 스트림의 혼합물을 간접식 열 교환 수단으로 가열하고 수소 농축 가스 스트림과 조합한다. 투입 탄화수소, 재순환 탄화수소 및 수소의 혼합물을 관식 가열기에서 가열하여, 가수소분해 반응 대역에 대해 바람직한 입구 온도로 만든다. 반응 대역 내에서 탄화수소와 수소의 혼합물을 가수소분해 조건에서 유지되는 고체 가수소분해 촉매의 하나 이상의 비드와 접촉시킨다. 이러한 접촉으로 유입되는 탄화수소의 상당 부분이 분자량이 더 작은 분자로 전환되어 비점이 낮아지게 된다.In a representative example of a conventional hydrocracking process, heavy gas oil is introduced into the process and mixed with a hydrocarbon recycle stream. The resulting mixture of the two liquid streams is heated by indirect heat exchange means and combined with a hydrogen concentrated gas stream. The mixture of input hydrocarbons, recycle hydrocarbons and hydrogen is heated in a tubular heater to achieve the desired inlet temperature for the hydrocracking reaction zone. In the reaction zone a mixture of hydrocarbon and hydrogen is contacted with one or more beads of a solid hydrocracking catalyst maintained under hydrocracking conditions. Much of the hydrocarbons entering this contact are converted to molecules of lower molecular weight, resulting in lower boiling points.

따라서, 반응에서 소비되지 않는 잔존하는 수소, 공급물 탄화수소의 분해에 의해 형성된 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 및 펜탄과 같은 경질의 탄화수소, 및 가수소탈황화 및 가수소탈질화 반응으로 형성되는 황화수소 및 암모니아와 같은 기타의 반응 부산물의 혼합물을 포함하는 반응 대역 유출물 스트림이 생성된다. 반응 대역 유출물은 또한 가솔린, 디젤 연료, 등유 및/또는 연료 오일 비점 범위에서 비등하는 목적하는 생성물 탄화수소와 목적하는 생성물의 비점 범위보다 높은 온도에서 비등하는 일부 미전환된 공급물 탄화수소를 포함한다. 가수소분해 반응 대역의 유출물은 매우 광범위하고 다양한 개개 화합물의 혼합물을 포함한다.Thus, with the remaining hydrogen not consumed in the reaction, light hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane and pentane formed by the decomposition of the feed hydrocarbons, and hydrogen sulfide and ammonia formed by the hydrodesulfurization and hydrogenonitride reactions; A reaction zone effluent stream is produced comprising a mixture of other reaction byproducts, such as. The reaction zone effluent also includes the desired product hydrocarbons boiling in the gasoline, diesel fuel, kerosene and / or fuel oil boiling ranges and some unconverted feed hydrocarbons boiling at temperatures above the boiling ranges of the desired products. The effluent of the hydrolysis reaction zone contains a very wide and varied mixture of individual compounds.

가수소분해 반응 대역 유출물을 촉매상과의 접촉으로부터 분리하고, 열 회수를 위해 반응 대역으로 공급되는 공급물과 열 교환한 다음, 일반적으로 하나 이상의 고압 분리기를 포함하는 증기-액체 분리 대역에 통과시킨다. 분리 전에 추가의 냉각을 실시할 수도 있다. 일부 사례에서는, 고압 분리기의 상류에서 고온 순간(flash) 분리기를 사용한다. 고온 분리기로부터 제거된 증기로부터 응축물을 제거하기 위해 "저온" 분리기를 사용하는 것은 또 다른 선택 사항이다. 이들 증기-액체 분리 대역에서 회수된 액체를 1 이상의 분별증류 컬럼을 포함하는 생성물 회수 대역에 통과시킨다. 가수소분해를 위한 생성물 회수 방법은 공지되어 있으며, 종래 방법을 본 발명에 사용할 수 있다.The hydrocracking reaction zone effluent is separated from contact with the catalyst bed, heat exchanged with the feed fed to the reaction zone for heat recovery, and then passed through a vapor-liquid separation zone, which generally comprises one or more high pressure separators. Let's do it. Further cooling may be carried out before separation. In some instances, a high temperature flash separator is used upstream of the high pressure separator. It is another option to use a "cold" separator to remove condensate from the steam removed from the hot separator. The liquid recovered in these vapor-liquid separation zones is passed through a product recovery zone comprising one or more fractional columns. Product recovery methods for hydrogenolysis are known and conventional methods can be used in the present invention.

많은 경우에, 가수소분해 반응기(들)에서 얻어지는 전체 전환이 완전하지 않으며, 일부 중질 탄화수소는 생성물 분별증류기로부터 제거된 "드래그(drag) 스트림"으로서 생성물 회수 대역으로부터 제거된다. 가수소분해 공정으로부터 드래그 스트림을 제거하면 반응 대역(들)에서의 조건을 덜 엄격하게 할 수 있다. 드래그 스트림의 크기는 공정 공급물 스트림의 1∼20 부피%로 광범위하지만, 2∼10 부피% 범위가 바람직하다. 미전환 탄화수소는 제1 단계 또는 제2 단계로 재순환시킬 수 있으며, 제2 단계로 재순환시키는 것이 바람직하다. 전체 공정이 가수소처리 반응기를 포함하는 경우, 재순환 스트림을 제1 단계 가수소처리 반응기로 통과시킬 수 있다. 제1 단계 가수소분해 반응기에 직접 통과시킬 수도 있다.In many cases, the overall conversion obtained in the hydrocracking reactor (s) is not complete and some heavy hydrocarbons are removed from the product recovery zone as "drag streams" removed from the product fractionator. Removing the drag stream from the hydrocracking process can make the conditions in the reaction zone (s) less stringent. The size of the drag stream ranges from 1-20% by volume of the process feed stream, although a range of 2-10% by volume is preferred. The unconverted hydrocarbon can be recycled to the first or second stage, preferably recycled to the second stage. If the entire process includes a hydrotreating reactor, the recycle stream can be passed to the first stage hydrotreating reactor. It may also be passed directly to the first stage hydrolysis reactor.

수년간 가수소처리 및 가수소분해 촉매와 공정 기술 부문이 상당히 진보되었다. 그럼에도 불구하고, 비점이 선택된 비점 범위 내에 있는 탄화수소로 공급물을 전환시키는 공업적인 가수소분해 공정의 선택성은 아직도 완전하지 않다. 공정을 최적화시키기 위해서는 작동 변수들을 절충해야 하며, 선택성 개선은 산업 전반에서 목표가 되고 있다. 본 발명의 목적은 목적하는 생성물로 전환시키기 위해서 제한된 분해만을 요하는 비교적 경질인 공급물을 처리하기 위한 선택적인 가수소분해 공정을 제공하는 것이다. 본 발명의 구체적인 목적은 원하는 생성물 비점 범위 내에서 이미 비등하고 있는 탄화수소 상당량을 포함하는 공급물 스트림과 함께 사용하기 위한 선택적인 가수소분해 공정을 제공하는 것이다.Over the years, hydrotreating and hydrocracking catalysts and process technologies have made significant advances. Nevertheless, the selectivity of the industrial hydrocracking process of converting the feed to hydrocarbons whose boiling point is within the selected boiling range is still incomplete. To optimize the process, operating parameters must be compromised, and selectivity improvement is a goal throughout the industry. It is an object of the present invention to provide an optional hydrocracking process for treating relatively light feeds that only require limited decomposition to convert to the desired product. It is a specific object of the present invention to provide an optional hydrocracking process for use with a feed stream comprising a significant amount of hydrocarbon already boiling within the desired product boiling range.

본 공정에서, 공급물 스트림에 대해 먼저 가수소처리 단계를 실시하는 것이 바람직하다. 이것은 전통적으로 공급원료로부터 황과 질소를 제거하여 하류의 가수소분해 반응기용의 공급물을 준비하는 수단으로서 실시되어 왔다. 그 이유중 하나는, 황 또는 질소 함량이 낮을 수록 가수소분해 촉매의 관찰된 활성이 증가하는 경향이 있기 때문이다. 그러나, 가수소처리는 선택 사항이다. 예를 들어, 제1 단계에서 비정질 (비-제올라이트) 가수소분해 촉매를 사용하면 일반적으로 가수소처리가 불필요해진다. 참조문헌에 개시된 바와 같이 가수소처리는 제1 가수소분해 단계와 통합되는 경우가 흔하다. 이것은, 제1 가수소분해 반응기 바로 앞에 별도의 가수소분해 반응기를 두거나, 또는 가수소분해 촉매의 상류에 가수소처리 촉매를 실제로 포함시키는 방법에 의해 행해질 수 있다.In this process, it is preferred to first carry out a hydrotreating step on the feed stream. This has traditionally been done as a means of removing sulfur and nitrogen from the feedstock to prepare a feed for the downstream hydrocracking reactor. One reason is that lower sulfur or nitrogen content tends to increase the observed activity of the hydrocracking catalyst. However, hydrogenation is optional. For example, the use of an amorphous (non-zeolitic) hydrolysis catalyst in the first stage generally eliminates the need for hydrogenation. As disclosed in the references, the hydrotreatment is often integrated with the first hydrolysis step. This can be done by placing a separate hydrolysis reactor immediately in front of the first hydrolysis reactor, or by actually including the hydrotreating catalyst upstream of the hydrolysis catalyst.

가수소처리 단계는 전환 또는 분해 단계라기보다는 공급물 품질 개선 단계이다. 가수소처리 반응기로부터 나온 유출물은 가수소처리 대역으로 유입되는 반응물과 거의 동일한 비점 범위를 갖는 탄화수소의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 가수소처리 과정에서 분해에 의해 전환되는 것은 소량, 바람직하게는 10%에 불과하다. 가수소처리 대역에서 5% 미만이 전환되는 것이 가장 바람직하다. 전환이 발생하여 일부 비점이 더 낮은 탄화수소를 생성할 수 있지만, 공급물의 대부분은 비점이 조금만 변한 상태로 가수소처리 대역을 통과하는 것이 좋다. 따라서, 하류 가수소분해 대역의 유출물은 최종 생성물 증류물 스트림을 산출하기 위해 분별증류된다. 전환은 목적하는 중간 증류 생성물의 수율을 낮추기 때문에 가수소처리 단계에서는 일반적으로 바람직하지 않다. 본 명세서에서 사용된 용어 "전환"은 공급물 스트림 분자를, 각 반응 대역의 유출물로부터 회수된 증류 생성물의 일부가 되는 생성물 탄화수소로 전환시키는 데 필요한 화학 변화를 의미한다. 따라서, 전환은 주로 수소화 또는 탈황화에 관한 화학 변화라기보다는 비점 변화에 관한 것이다.The hydrotreating step is a feed quality improvement step rather than a conversion or cracking step. The effluent from the hydrotreating reactor preferably comprises a mixture of hydrocarbons having a boiling point range that is about the same as the reactants entering the hydrotreating zone. Only a small amount, preferably 10%, is converted by decomposition in the hydrotreating process. Most preferably, less than 5% conversion in the hydrotreating band. Although conversion can occur to produce some lower boiling hydrocarbons, it is recommended that most of the feed pass through the hydrotreatment zone with a slight change in boiling point. Thus, the effluent of the downstream hydrolysis zone is fractionated to yield the final product distillate stream. Conversion is generally not preferred in the hydrotreating step because it lowers the yield of the desired intermediate distillation product. As used herein, the term "conversion" refers to the chemical change required to convert feed stream molecules into product hydrocarbons that become part of the distillation product recovered from the effluent of each reaction zone. Thus, the conversion is mainly related to boiling point changes rather than chemical changes relating to hydrogenation or desulfurization.

HPS 용기는 단순한 1단계 순간 분리에 의해서 제공되는 것보다 양호한 분리를 촉진하기 위해 일부 제한된 분리용 보조물, 또는 예컨대 트레이 또는 구조화된 팩킹을 포함할 수 있다. 그러나, 이 용기 내의 고압으로 인해 두꺼운 용기벽과 도관이 필요하게 되고, 따라서 컬럼과 같은 거대한 고압 분리 장치는 엄청나게 비싸서 설비 단가가 상당히 증가하게 된다. HPS의 환류 또는 재비등은 없다. 따라서, 고압 분리기 내의 분리는 부정확하며, HPS로부터 제거된 분급물들의 조성은 상당히 중복될 것이다.The HPS container may include some limited separation aids, or for example trays or structured packings, to facilitate better separation than that provided by a simple one step instantaneous separation. However, the high pressure in these vessels necessitates thick vessel walls and conduits, so that large high pressure separation devices such as columns are enormously expensive, resulting in a significant increase in equipment costs. There is no reflux or reboiling of HPS. Thus, the separation in the high pressure separator is inaccurate, and the composition of the classifications removed from the HPS will be quite redundant.

가수소분해 분야의 일반 용어에서, 고압 분리기란 상류 반응기의 압력과 근사한 압력에서 작동되는 분리기이다. 공정 라인 및 제어 밸브를 통한 유체 전달에서 고유한 것과 같은 일부 압력 감소가 발생할 수 있지만, HPS는 일반적으로 상류 반응기의 1034 kPa(150 psi) 내의 압력에서 작동되는 것이 일반적이다. 반응 대역으로 재순환되는 수소 농축 기체를 재압축할 때 생기는 상당한 비용을 없애기 위해서는 HPS 내의 압력을 감소시키지 않는 것이 좋다.In general terminology of hydrolysis, a high pressure separator is a separator that operates at a pressure close to that of the upstream reactor. While some pressure drop may occur, such as inherent in fluid delivery through process lines and control valves, HPS is generally operated at a pressure within 1034 kPa (150 psi) of the upstream reactor. It is not advisable to reduce the pressure in the HPS to eliminate the significant cost of recompressing the hydrogen enriched gas recycled to the reaction zone.

통상적으로 석유 정제소에서 최대 압력 공정은 가수소분해 공정이다. 따라서, 반응에서 소비되고 유출물에서 없어지는 수소를 대체하는 보충 수소를 가수소촉매 유닛의 압력과 유사한 압력으로 공정 중에 공급하는 것은 이용가능하지 않을 것 같다. 따라서, 공급물 또는 보충 수소의 압력을 증가시켜야 한다. 통상적으로, 이러한 압력 증가는 보충 압축기로서 언급되는 전담 압축기에서 실시된다. 공정을 통해 유동하는 가스 스트림을 순환시키는 데 별도의 재순환 압축기가 사용된다. 보충 압축기를 포함하는 장치에서 다단계 압축을 이용하는 것이 기본적으로 실시된다. 그 이유는, 단일 단계에서는 이러한 종류의 압축, 예컨대 689 kPa (100 psi)에서 17,237 kPa (2500 psi)로의 압축을 실시하는 데 필요한 입력 에너지가 훨씬 크기 때문이다.Typically the maximum pressure process in petroleum refineries is a hydrogenolysis process. Thus, it is unlikely that it would be possible to supply supplemental hydrogen to replace the hydrogen consumed in the reaction and dissipated in the effluent during the process at a pressure similar to that of the hydrogenocatalyst unit. Therefore, the pressure of the feed or make-up hydrogen must be increased. Typically, this pressure increase is carried out in a dedicated compressor referred to as a supplemental compressor. A separate recycle compressor is used to circulate the gas stream flowing through the process. The use of multistage compression is basically implemented in an apparatus comprising a supplemental compressor. This is because in a single step the input energy required to perform this kind of compression, for example from 689 kPa (100 psi) to 17,237 kPa (2500 psi), is much greater.

도 1은 밸브, 펌프 및 제어 시스템과 같은 공정의 성능에 필요한 통상적인 장치는 도시하지 않은 간략화된 공정 흐름도이다. 이하 도면을 참조하여 설명하면, 공급물 스트림은 라인(1)을 통해 공정으로 유입되어, 라인(2)를 통해 통과하는 수소 농축 보충 가스 스트림과 혼합된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "농축(rich)"은 제시된 화학물질 또는 화합물 종류의 몰 농도가 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상이라는 것을 의미한다. 보충 수소와 공급물 스트림의 혼합물은 라인(12)의 재순환가스 스트림과 혼합된다. 필요에 따라, 도시되지 않은 수단으로 공급물 스트림을 가열한다. 공급물과 수소를 라인(4)를 통해 반응기(5)로 표시되는 가수소처리 반응 대역에 통과시킨다. 이 대역에서 발생하는 반응은 황화수소와 암모니아, 그리고 바람직하지 않은 부반응에 의한 일부 경질 탄화수소를 형성하지만, 반응기로 유입된 중질 탄화수소 중 매우 소량만이 분해된다. 따라서, 라인(6)을 통해 반응기(7)로 표시되는 제1 가수소분해 대역으로 통과하는 혼합상 가수소처리 반응 대역 유출물 스트림이 형성된다. 이 반응기는 유입되는 공급물 화합물의 상당량이 저 분자량 화합물로 전환되도록 하는 조건에서 작동된다. 이들 조건은 보통 약 12,409 kPa(1800 psia) 이상의 압력을 포함하지만, 10,342 kPa(1500 psi) 정도로 낮을 수 있다. 13,788∼17,237 kPa(2000∼2500 psig)의 압력이 흔히 이용된다. 이로 인하여 수소와 황화수소와 같은 가스, 반응 생성물 및 액상 미전환 공급물 탄화수소를 포함하는 혼합상 제1 가수소분해 대역 유출물 스트림이 생긴다.1 is a simplified process flow diagram not shown for a typical apparatus required for the performance of a process such as valves, pumps and control systems. Referring to the drawings below, the feed stream enters the process via line 1 and is mixed with a hydrogen enriched make-up gas stream passing through line 2. As used herein, the term "rich" means that the molar concentration of a given chemical or compound species is at least 50%, preferably at least 70%. The mixture of make-up hydrogen and feed stream is mixed with the recycle gas stream in line 12. If necessary, the feed stream is heated by means not shown. The feed and hydrogen are passed through line 4 to the hydroprocessing reaction zone represented by reactor 5. The reactions occurring in this zone form some light hydrocarbons due to hydrogen sulfide and ammonia and undesirable side reactions, but only a very small fraction of the heavy hydrocarbons entering the reactor are decomposed. Thus, a mixed phase hydroprocessing reaction zone effluent stream is formed which passes through line 6 to the first hydrolysis zone represented by reactor 7. The reactor is operated under conditions that allow a significant amount of incoming feed compound to be converted to a low molecular weight compound. These conditions usually include pressures of about 12,409 kPa (1800 psia) or more, but can be as low as 10,342 kPa (1500 psi). Pressures of 13,788-17,237 kPa (2000-2500 psig) are commonly used. This results in a mixed-phase first hydrocracked zone effluent stream comprising gas such as hydrogen and hydrogen sulfide, reaction products and liquid unconverted feed hydrocarbons.

제1 가수소분해 반응 대역 유출물 스트림은 라인(8)을 통해 고압 분리기(HPS)(9)를 통과한다. 이 용기는 유입 혼합상 혼합물을 라인(10)으로 제거되는 기상 스트림과 라인(13)으로 제거되는 액상 스트림으로 분리하도록 설계 및 작동된다. 그 다음 기상 스트림은 재순환 가스 스트림으로서 라인(10)을 통과한다. 재순환 가스는 2개의 반응기와 도관에서 생기는 압력 강하에 기인한 감압 하에서 회수되기 때문에, 재순환 압축기(34)에 의해 목적하는 입구 압력으로 다시 압축되어야 한다. 상기 액상 스트림은 대부분의 생성물 증류물 비점 범위 탄화수소와 미전환 공급물 탄화수소를 포함한다. 이들 물질은 라인(13)을 통해 단일 분별 증류컬럼(14)으로 표시되는 생성물 회수 및 분리 대역을 통과한다. 일반적으로 1 이상의 추가의 증기 액체 분리는 HPS(9)와 컬럼(14) 사이에서 실시되어 부산물로서 생성되는 메탄 및 프로판 등의 대부분의 경질 탄화수소가 분리된다.The first hydrolysis reaction zone effluent stream passes through a high pressure separator (HPS) 9 via line 8. This vessel is designed and operated to separate the inlet mixed phase mixture into a gaseous stream which is removed in line 10 and a liquid stream which is removed in line 13. The gaseous stream then passes through line 10 as a recycle gas stream. Since the recycle gas is recovered under reduced pressure due to the pressure drop occurring in the two reactors and conduits, it must be compressed back to the desired inlet pressure by the recycle compressor 34. The liquid stream comprises most of the product distillate boiling range hydrocarbons and unconverted feed hydrocarbons. These materials pass through line 13 through a product recovery and separation zone, represented by a single fractional distillation column 14. In general, one or more additional vapor liquid separations are carried out between HPS 9 and column 14 to separate most of the light hydrocarbons, such as methane and propane, produced as by-products.

통상적으로 이들 경질 화합물 상당량을 증류물 생성 컬럼에 통과시키는 것은 바람직하지 않다. 따라서, HPS(9)로부터 제거된 액체는 통상적인 고온 순간 분리기 또는 저온 고압 분리기(도면에 도시되지 않음)를 경유하여 컬럼으로 유동시킬 수 있다. 이들 분리기, 일반적으로 생성물 회수 컬럼 앞에 있는 스트립핑 컬럼 및 생성물 회수 컬럼 그 자체는 모두 배출된 기상 중의 황화수소와 같은 휘발성 물질을 제거한다. 그 결과 황화수소와, 상류 가수소처리의 유효성에 따라 유기 황도 거의 없는 미전환된 화합물과 회수된 증류 생성물이 남게된다. 황 및 질소의 낮은 농도는 제2 단계에서의 가수소분해 촉매 활성을 보조한다.Typically, it is not desirable to pass large amounts of these light compounds through the distillate production column. Thus, the liquid removed from the HPS 9 can be flowed to the column via conventional hot instant separators or cold high pressure separators (not shown). These separators, generally the stripping column in front of the product recovery column and the product recovery column itself, all remove volatiles such as hydrogen sulfide in the evaporated gas phase. The result is hydrogen sulfide, an unconverted compound with almost no organic sulfur and a recovered distillation product, depending on the effectiveness of the upstream hydrogenation. Low concentrations of sulfur and nitrogen assist the hydrocracking catalyst activity in the second stage.

생성물 분별증류 대역을 통과한 화합물은 다수의 정제 특정 인자에 따라서 1 이상의 증류 생성물 스트림으로 분리된다. 이러한 분리를 실시하기 위해서 2개의 컬럼이 사용될 수 있으며, 경질 단부의 스트립핑 컬럼은 종종 주 생성물 분별증류 컬럼 앞에 위치한다. 증류 생성물은 라인(15)의 나프타 비점 범위 생성물, 라인(16)의 등유 비점 범위 생성물 및 라인(17)의 디젤 비점 범위 생성물을 포함할 수 있다. 가수소분해 대역은 공급물의 100%를 생성물로 전환시키도록 작동되는 경우는 거의 없다. 대신에, 공급물의 약 5∼40 부피% 범위의 일정 퍼센트가 "미전환된" 또는 "드래그" 물질로서 공정으로부터 제거될 수 있다. 미전환된 것을 분류하여, 이 물질에 대해 상당한 수소화 및 탈황화를 실시하므로, 상응하는 공급물 화합물보다 품질이 우수한 것이 일반적이다. 이 공정에서 발생하는 분해는 이들 중질 물질의 상대적인 조성을 변화시켜 분해하기 더 어렵거나 또는 더 난용성인 화합물이 공급물에서보다 높은 농도로 존재할 것이다. 본 명세서에 사용된 용어 "미전환된"은 임의의 생성물 증류물 스트림 중에서 바람직한 것보다 높은 비점을 갖는 스트림의 일부로서 생성물 분별증류 대역으로부터 회수된 화합물을 의미한다.Compounds that have passed through the product fractionation zone are separated into one or more distillation product streams depending on a number of purification specific factors. Two columns can be used to effect this separation, and the hard end stripping column is often located before the main product fractionation column. The distillation product may comprise a naphtha boiling range product of line 15, a kerosene boiling range product of line 16 and a diesel boiling range product of line 17. The hydrolysis zone rarely operates to convert 100% of the feed to the product. Instead, a percentage in the range of about 5-40% by volume of the feed may be removed from the process as a "unconverted" or "drag" material. Since unconverted is classified and subjected to significant hydrogenation and desulfurization of this material, it is generally superior to the corresponding feed compound. Degradation that occurs in this process will change the relative composition of these heavy materials so that compounds that are more difficult or more difficult to dissolve will be present at higher concentrations in the feed. As used herein, the term “unconverted” refers to a compound recovered from the product fractionation zone as part of a stream having a boiling point higher than desired in any product distillate stream.

미전환된 탄화수소계 물질을 포함하는 스트림은 라인(18)을 통해 컬럼(14)으로부터 제거된다. 이 물질은 공급물 스트림보다 파라핀계 탄화수소의 농도가 높다. 임의적으로 미전환된 물질의 일부는, 필요에 따라 드래그 스트림으로서 공정으로부터 배출될 수 있다. 라인(18)의 미전환된 물질은 다핵 방향족(PNA)을 선택적으로 흡착하도록 설계 및 작동되는 흡착 대역(19)에 통과시키는 것이 바람직하다. 가수소분해 공정에서 재순환 스트림을 처리하기 위한 공정 기법이 공업적으로 이용되어 왔으며, US-A-4,447,315; US A-4,618,412; US-A-4,954,242 및 US-A-5,190,633과 같은 참조 문헌에 개시되어 있다. PNA의 제거는, 이들 물질이 이온 교환기와 같은 공정 중의 저온 부분에 침착되어 열 교환기 효율을 감소시키는 것을 방지하여 유리할 수 있다. 이들 위치에서의 PNA의 침착은 공정 라인과 교환기 중의 과도한 압력 강하를 유발하여 열 교환 효율을 저하시킬 수 있다. 본 공정에서, PNA를 제거하는 주요 목적은 하류 가수소분해 대역의 안정한 작동을 조장하기 위해서이다. 이 대역에서의 촉매의 활성과 유효 수명은, 바람직한 낮은 수소압에서의 작동에 기인한 PNA의 축적에 의해서 정상 범위보다 훨씬 감소될 수 있다. 이러한 PNA 제거 대역은 컬럼(14)의 저부로부터 제거된 스트림의 조건에서 작동될 수 있다. 알루미나를 포함하는 다수의 흡착제가 공지되어 있으며, 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다. 접촉 결과, 인용 문헌에 개시된 방법으로 측정할 때 PNA 함량이 낮은 미전환 탄화수소의 처리 스트림이 생성되는 것이 바람직하다.The stream comprising unconverted hydrocarbonaceous material is removed from column 14 via line 18. This material has a higher concentration of paraffinic hydrocarbons than the feed stream. Some of the optionally unconverted material can be discharged from the process as drag stream as needed. The unconverted material of line 18 is preferably passed through an adsorption zone 19 that is designed and operated to selectively adsorb polynuclear aromatics (PNA). Process techniques for treating recycle streams in hydrocracking processes have been used industrially and are described in US-A-4,447,315; US A-4,618,412; References such as US-A-4,954,242 and US-A-5,190,633 are disclosed. Removal of PNA may be advantageous by preventing these materials from depositing in cold parts of the process, such as ion exchangers, to reduce heat exchanger efficiency. Deposition of PNA at these locations can cause excessive pressure drop in the process line and the exchanger, which can degrade heat exchange efficiency. In this process, the main purpose of removing PNA is to promote stable operation of the downstream hydrolysis zone. The activity and useful life of the catalyst in this zone can be much reduced from the normal range by the accumulation of PNA due to the operation at the desired low hydrogen pressure. This PNA removal zone can be operated under conditions of stream removed from the bottom of column 14. Many adsorbents comprising alumina are known and it is preferred to use activated carbon. As a result of the contact, it is desirable to produce a treatment stream of unconverted hydrocarbons with a low PNA content as measured by the method disclosed in the cited literature.

처리 탄화수소 스트림은 라인(20)을 통해 PNA 흡착 대역(19)으로부터 제거되고, 라인(25)을 통과한 수소 농축 가스 스트림과 혼합된다. 본 공정에서, 이 가스 스트림은 전체 공정을 위한 보충 가스이며, 3단계 압축 트레인 중 제2 단계(24)로부터 배출된 것이 바람직하다. 보충 가스 스트림의 유속은 일반적으로 하류의 제2 가수소분해 대역에서 목적하는 수소 농도를 만족하는 데 충분해야 한다. 공급물 스트림이 공칭 가수소처리만을 필요로 하거나, 또는 일부 다른 이유로 인해서 공정 중의 수소 수요가 낮은 경우, 라인(25)의 보충 가스 스트림은 재순환 가스와 합쳐질 수 있다. 그러나, 재순환 가스를 제2 가수소분해 대역으로 투입하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 제2 가수소분해 대역 유출물로부터 회수된 모든 가스를 압축하여 제1 가수소분해 대역으로 투입하는 것이 바람직하다. 가스 분리는 예시된 바와 같은 단일 HPS만을 사용하여 실시되는 것이 또한 바람직하다.The treated hydrocarbon stream is removed from the PNA adsorption zone 19 via line 20 and mixed with the hydrogen concentrated gas stream passing through line 25. In this process, this gas stream is the make-up gas for the whole process and is preferably discharged from the second stage 24 of the three stage compression train. The flow rate of the make-up gas stream should generally be sufficient to meet the desired hydrogen concentration in the downstream second hydrolysis zone. If the feed stream requires only nominal hydrogenation, or if the hydrogen demand in the process is low for some other reason, the make-up gas stream of line 25 may be combined with the recycle gas. However, it is preferable not to introduce the recycle gas into the second hydrolysis zone. It is also desirable to compress all gases recovered from the second hydrolysis zone effluent and put them into the first hydrolysis zone. Gas separation is also preferably carried out using only a single HPS as illustrated.

미전환 탄화수소와 수소의 혼합상 스트림은 필요에 따라 가열되고, 라인(26)을 통해 단일 반응기(27)로 표시되는 제2 가수소분해 대역을 통과한다. 이 반응기는, 가수소분해에 대한 압력이 비교적 낮다는 점에서 제1 단계의 조건과는 다른 파라핀 선택성 분해 조건에서 작동되는 가수소분해 촉매의 상을 포함한다. 이 대역에 대한 바람직한 작동 압력은 약 8270∼12,400 kPa (1200∼1800 psia) 범위이다. 이러한 낮은 압력은 제1 가수소분해 대역(7)에서 사용된 전형적인 높은 압력과 비교하여 파라핀 탄화수소의 분해를 촉진하는 것으로 밝혀졌다.The mixed-phase stream of unconverted hydrocarbon and hydrogen is heated as needed and passes through line 26 a second hydrocracking zone, represented by a single reactor 27. This reactor comprises a phase of a hydrolysis catalyst which is operated under paraffin selective cracking conditions different from the conditions of the first stage in that the pressure for hydrolysis is relatively low. Preferred operating pressures for this zone range from about 8270 to 12,400 kPa (1200 to 1800 psia). This low pressure has been found to promote the decomposition of paraffinic hydrocarbons compared to the typical high pressures used in the first hydrolysis zone 7.

본 공정의 또 다른 두드러진 특성은 제2 단계 가수소분해 대역으로 투입되는 유일한 수소 스트림으로서 공정을 위한 제2 단계 보충 수소를 사용한다는 것이다. 이렇게 할 수 있는 능력은 압력이 낮을 수록 제2 단계에서의 가수소분해에 의한 파라핀 전환에 유리하다는 반직관적인 체득과 관련되어 있다. 이것은 관련 파라핀 가수소분해 연구로부터 유추되며, 분해 메카니즘에서 탈수소화 단계로부터 생기는 것으로 생각된다. 전형적인 미사용 공급물은 그 공급원에 따라서 방향족 탄화수소를 약 35∼50 부피% 포함할 수 있다. 가수소분해 공정의 액체 재순환 스트림은 방향족 함량이 훨씬 낮으며, 총 방향족 농도가 10% 미만인 것이 대표적이다.Another prominent feature of the process is the use of a second stage supplemental hydrogen for the process as the only hydrogen stream introduced into the second stage hydrolysis zone. The ability to do this is related to the counterintuitive acquisition that lower pressures favor paraffin conversion by hydrogenolysis in the second stage. This is inferred from the relevant paraffin hydrolysis studies and is believed to result from the dehydrogenation step in the degradation mechanism. Typical unused feeds may comprise about 35-50% by volume aromatic hydrocarbons, depending on the source. The liquid recycle stream of the hydrocracking process has a much lower aromatic content, typically less than 10% total aromatic concentration.

라인(21)에서 공정으로 투입되는 보충 수소를 제1 단계 압축기(22)에서 압축하고, 라인(23)을 통해 제2 단계 또는 제2 압축기(24)를 통과한다. 3개의 압축기 단계를 포함하는 압축기 대역의 고안에 따라서 라인(23)을 압축기 대역의 내부에 둘 수 있다. 제2 단계로부터 나온 전체 가스 스트림을 라인(25)을 통해 제2 가수소분해 반응기에 통과시키는 것이 바람직하다. 이러한 설명은 라인(21)의 보충 수소가 3단계의 압축기의 사용을 지시하는 압력에서 공정으로 전달된다고 가정한 것이다. 더 높은 압력에서 보충 수소를 전달하면 제2 가수소분해 대역으로 보충 가스를 통과시키기 전에 1단계만 압축하면 된다.The supplemental hydrogen introduced into the process in line 21 is compressed in a first stage compressor 22 and passes through a second stage or second compressor 24 via line 23. Depending on the design of the compressor zone, which includes three compressor stages, line 23 can be placed inside the compressor zone. It is preferred to pass the entire gas stream from the second stage through line 25 to the second hydrogenolysis reactor. This description assumes that supplemental hydrogen in line 21 is delivered to the process at a pressure indicating the use of a three stage compressor. Delivery of make-up hydrogen at higher pressure requires only one stage of compression before passing the make-up gas to the second hydrolysis zone.

이것과, 새로운 수소 흐름의 이점 때문에, 가스 압축과 관련된 자본과 작동 단가가 감소된다. 그러나, 공정의 자본 비용 절감 중 상당 부분은, 공정 용기와 파이프 시설 비용을 낮추는 제2 단계에서의 작동압의 감소로 생기는 것이다. 제2 가수소분해 대역은, 임의의 예비 가수소처리 대역을 포함하는 제1 가수소분해 대역에 대한 입구 압력보다 2068 kPa(300 psi) 이상 낮으며, 약 12,409 kPa(1800 psia) 미만인 입구 압력에서 작동되는 것이 바람직하다. 몇몇 인자에 따라서, 제2 가수소분해 대역은 제1 가수소분해 대역보다 3450 kPa (500 psig) 이상 낮은 입구 압력을 이용하여 작동될 수 있다. 이 공정의 추가의 장점은 제2 단계에서 사용되는 더 낮은 압력에 기인하는 것이다. 이렇게 압력이 더 낮아지면 회수된 디젤 비점 범위 탄화수소의 유동점이 감소되어 일반적으로 제품의 질을 향상시키는 파라핀 전환이 증가되는 것으로 밝혀졌다.Because of this and the benefits of the new hydrogen flow, the capital and operating costs associated with gas compression are reduced. However, a significant part of the capital cost savings of the process comes from a reduction in the operating pressure in the second stage, which lowers the process vessel and pipe plant costs. The second hydrolysis zone is at least 2068 kPa (300 psi) lower than the inlet pressure for the first hydrolysis zone comprising any prehydrolysis zone and at an inlet pressure of less than about 12,409 kPa (1800 psia). It is desirable to work. According to some factors, the second hydrolysis zone can be operated using an inlet pressure that is at least 3450 kPa (500 psig) lower than the first hydrolysis zone. A further advantage of this process is due to the lower pressure used in the second step. This lower pressure has been found to reduce the pour point of recovered diesel boiling range hydrocarbons, thereby increasing paraffin conversion which generally improves product quality.

생성물 회수 컬럼의 저부로부터 드래그 스트림으로서 제거되는 탄화수소는 고가치 생성물일 수 있지만, 전환의 정의를 고려하여 증류물 또는 전환 생성물로 간주하지 않는다. 가수소분해 공정의 목적하는 "증류물" 생성물은 일반적으로 생성물 분별증류 컬럼의 사이드컷으로서 회수되며, 나프타, 등유 및 디젤 분급물을 포함한다. 본 공정의 생성물 분포는 선택된 작동 조건하에 반응 대역에서 얻어진 전환율에서의 촉매의 선택성과 공급물 조성으로 정해진다. 따라서, 상당한 편차의 원인이 된다. 본 공정은, 적당한 ASTM 시험 절차로 측정시 약 127∼371℃(260∼700 ℉)의 범위에서 비등하는 중간 증류물 분급물 생성에 특히 유용하다.Hydrocarbons removed as drag streams from the bottom of the product recovery column may be high value products, but are not considered distillates or conversion products in view of the definition of conversion. The desired "distillate" product of the hydrocracking process is generally recovered as a sidecut of the product fractional distillation column and includes naphtha, kerosene and diesel fractions. The product distribution of this process is determined by the selectivity of the catalyst and the feed composition at the conversion obtained in the reaction zone under the selected operating conditions. Therefore, it becomes a cause of considerable deviation. The process is particularly useful for producing intermediate distillate fractions that boil in the range of about 127 to 371 ° C. (260 to 700 ° F.) as determined by appropriate ASTM test procedures.

용어 "중간 증류물"은 디젤, 제트 연료 및 등유 비등 범위 분급물을 포함하는 것이다. 용어 "등유" 및 "제트 연료 비점 범위"는 약 127∼288 ℃(260∼550 ℉)를 의미하고, 디젤 비점 범위는 127∼371℃(260∼700℉)의 탄화수소 비점 범위를말한다. 가솔린 또는 나프타 분급물은 통상적으로 C5내지 이용가능한 탄화수소 중 204℃(400℉) 종말점 분급물인 것으로 간주된다. 임의의 특정 정제소에서 회수되는 각종 생성물 분급물의 비점 범위는 원유 공급원의 특성, 정제소 현지 시장, 생성물 가격 등과 같은 인자에 따라 달라진다. 등유 및 디젤 연료 성질에 대한 추가의 상세한 설명은 ASTM 표준법 D-975 및 D-3699를, 항공기 터빈 공급물에 대해서는 D-1655를 참조한다. 이들 정의는 정제소 별로 공급물과 목적하는 생성물의 고유 편차를 위해 제공된다. 통상적으로, 이 정의는 비점이 약 371℃(700℉) 이하인 증류물 탄화수소의 생성을 필요로 한다.The term "middle distillate" is intended to include diesel, jet fuel and kerosene boiling range classifications. The terms “kerosene” and “jet fuel boiling range” mean about 127-288 ° C. (260-550 ° F.), and the diesel boiling range refers to a hydrocarbon boiling range of 127-371 ° C. (260-700 ° F.). Gasoline or naphtha classifications are typically considered to be 204 ° C. (400 ° F.) endpoint classifications in C 5 to available hydrocarbons. The boiling point range of the various product classifications recovered in any particular refinery depends on factors such as the nature of the crude oil source, refinery local market, product price and the like. See ASTM Standard Methods D-975 and D-3699 for further details on kerosene and diesel fuel properties and D-1655 for aircraft turbine feeds. These definitions are provided for inherent variations in feeds and desired products per refinery. Typically, this definition requires the production of distillate hydrocarbons having a boiling point of about 371 ° C. (700 ° F.) or less.

가수소처리 대역은 가수소처리 조건과 같이 특성화된 조건에서 유지되고 가수소분해 대역은 가수소분해 조건에서 유지되지만, 이들 조건은 다소 유사할 수 있다. 가수소처리 및 가수소분해 반응 대역에서 유지되는 압력은 약 6895∼17,237 kPa (1000∼2500 psia)의 광범위한 범위내에 있어야 한다. 제1 가수소분해 대역에서 10,342 kPa(1500 psia) 이상의 압력을 사용하는 것이 바람직하다. 반응 대역은 탄화수소에 대한 수소 비가 (5,000∼18,000 수소 표준 ft3/공급원료의 배럴) 843∼3033 표준 m3/m3인 조건에서 작동된다. 이 비율은 양 가수소분해 대역에서 1100 표준 m3/m3이상인 것이 바람직하다. 따라서, 제2 가수소분해 대역은 더 낮은 압력에서 작동되지만, 온화한 가수소분해 조건에서는 작동되지 않는다. 가수소처리 대역은 약 232∼354℃(450∼670℉)의 입구 온도에서 작동될 수 있다. 가수소분해대역은 338∼427℃(640∼800℉)의 입구 온도에서 작동될 수 있다. 본 공정에서, 반응 대역은 약 0.2∼10 hr-1, 바람직하게는 약 1.0∼약 2.5 hr-1의 액체 시간당 공간 속도를 포함하는 조건에서 작동된다.The hydrotreatment zone is maintained at the conditions characterized such as the hydrotreatment conditions and the hydrolysis zone is maintained at the hydrolysis conditions, but these conditions may be somewhat similar. The pressure maintained in the hydrotreating and hydrocracking reaction zone should be within the broad range of about 6895-17,237 kPa (1000-2500 psia). Preference is given to using a pressure of at least 10,342 kPa (1500 psia) in the first hydrolysis zone. The reaction zone is operated at a hydrogen ratio of hydrocarbons (5,000-18,000 hydrogen standard ft 3 / barrel of feedstock) 843-3033 standard m 3 / m 3 . This ratio is preferably at least 1100 standard m 3 / m 3 in both hydrolysis zones. Thus, the second hydrolysis zone operates at lower pressures but not at milder hydrolysis conditions. The hydroprocessing zone may be operated at an inlet temperature of about 232-354 ° C. (450-670 ° F.). The hydrolysis zone can be operated at an inlet temperature of 338-427 ° C (640-800 ° F). In this process, the reaction zone is operated at a condition that includes a liquid hourly space velocity of about 0.2 to 10 hr −1 , preferably about 1.0 to about 2.5 hr −1 .

본 발명의 바람직한 구체예는 제1 수소 보충 스트림을 보충 가스 압축기 트레인의 적어도 제1 단계를 통해 중간 제1 압력으로 압축하는 단계; 비점이 371℃(700℉) 이상인 탄화수소를 포함하는 공급물 스트림, 재순환 수소 스트림 및 제2 보충 수소 스트림을 가수소처리 조건에서 작동되는 가수소처리 반응 대역으로 통과시키고, 수소, 황화수소 및 비점이 약 371℃(700℉) 이상인 미전환 공급물 성분을 포함하는 가수소처리 반응 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계; 가수소처리 반응 대역 유출물 스트림을, 가수소분해 촉매를 포함하고 제1 압력을 비롯한 가수소분해 조건에서 작동되는 제1 가수소분해 대역으로 통과시키고, 제1 가수소분해 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제1 가수소분해 대역 유출물을 분리하여 재순환 가스 스트림과 제1 액체 공정 스트림을 산출하고, 이 액체 공정 스트림을 생성물 분별증류 대역으로 통과시켜 미전환된 공급물 성분을 포함하는 저부 스트림과 증류 생성물 스트림을 생성하는 단계; 저부 스트림을 PNA 흡착 대역에 통과시키고, 제1 보충 수소 가스 스트림과 함께 더 낮은 제2 압력을 포함하는 파라핀 선택성 가수소분해 조건에서 작동되는 제2 가수소분해 대역으로 통과시키고, 제2 가수소분해 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계; 제2 가수소분해 유출물 스트림을 증기상 스트림과 액상 스트림으로 분리하고, 액상 스트림을 생성물 분별증류 대역으로 통과시키는 단계; 및 가스상 스트림을 보충 가스 압축기 트레인의 최종 단계에서 더 높은 제2 압력으로 압축시키고 증기상 스트림을 제2 수소 보충 스트림으로서 가수소처리 반응 대역에 통과시키는 단계를 포함하는 2 단계 가수소분해 공정을 특징으로 한다.Preferred embodiments of the invention comprise the steps of compressing a first hydrogen make up stream to an intermediate first pressure through at least a first stage of a make-up gas compressor train; The feed stream, the recycle hydrogen stream, and the second make-up hydrogen stream comprising hydrocarbons having a boiling point of at least 371 ° C. (700 ° F.) are passed through a hydrotreating reaction zone operating under hydrotreating conditions, and the hydrogen, hydrogen sulphide and boiling points are weak. Generating a hydroprocessed reaction zone effluent stream comprising unconverted feed component at or above 371 ° C. (700 ° F.); The hydrotreatment reaction zone effluent stream is passed through a first hydrolysis zone containing a hydrolysis catalyst and operated at hydrolysis conditions including a first pressure to produce a first hydrolysis zone effluent stream. Doing; Separation of the first hydrocracking zone effluent yields a recycle gas stream and a first liquid process stream, which are passed through a product fractionation zone to produce a bottoms stream and distillation product comprising unconverted feed components. Generating a stream; The bottoms stream is passed through a PNA adsorption zone, passed through a second hydrolysis zone operating at paraffin selective hydrolysis conditions comprising a lower second pressure with a first supplemental hydrogen gas stream, and a second hydrolysis. Generating a band effluent stream; Separating the second hydrolysis effluent stream into a vapor phase stream and a liquid phase stream, and passing the liquid stream through a product fractionation zone; And compressing the gaseous stream to a higher second pressure in the final stage of the make-up gas compressor train and passing the vapor phase stream as a second hydrogen make-up stream to the hydrotreating reaction zone. It is done.

본 공정은 2가지 상이한 종류의 촉매, 즉 가수소처리 촉매와 가수소분해 촉매를 사용할 수 있다. 이들 2가지 종류의 촉매는 일반적으로 많은 유사점을 공유한다. 예를 들어, 이들 촉매는 입자 형태와 크기가 비교적 유사할 수 있다. 일반적으로 양 촉매는 모두 무기 지지체 물질과 1종 이상의 수소화 금속을 포함한다. 그러나, 2가지 종류의 촉매는 다른 기능을 수행하도록 맞추어 제작되었기 때문에 상당히 다를 것이다. 가장 명백한 차이 중 하나는, 가수소분해 촉매는 실리카-알루미나 및/또는 Y-제올라이트와 같은 1종 이상의 산성 분해 성분을 포함한다는 점이다. 가수소처리 촉매는 통상적으로 제올라이트 물질이나 분자체 물질을 포함하지 않으며, 비정질 알루미나 상의 1종 이상의 금속만을 포함하는 경우가 종종 있다. 2 종류의 촉매는 수소화 성분으로서 사용된 금속, 입자 기공 부피 분포 및 밀도 등과 같이 다른 점에서 차이가 있을 것으로 예상된다. 본 공정의 반응 대역에 사용하기 적절한 촉매는 여러 판매원으로부터 시판된다.The process can use two different kinds of catalysts, namely hydrotreating catalysts and hydrocracking catalysts. These two types of catalysts generally share many similarities. For example, these catalysts may be relatively similar in particle shape and size. Generally both catalysts comprise an inorganic support material and at least one metal hydride. However, the two types of catalysts will be quite different because they are tailored to perform different functions. One of the most obvious differences is that the hydrogenolysis catalyst comprises at least one acidic decomposition component such as silica-alumina and / or Y-zeolite. Hydrotreating catalysts typically do not contain zeolite materials or molecular sieve materials and often contain only one or more metals on amorphous alumina. The two catalysts are expected to differ in different respects, such as the metal used as the hydrogenation component, particle pore volume distribution and density. Catalysts suitable for use in the reaction zone of the process are commercially available from various salespeople.

가수소분해 및 가수소처리 촉매는 통상적으로 니켈, 코발트, 몰리브덴 및 텅스텐으로부터 선택되는 기본 금속 수소화 성분과, 가능하게는 무기 산화물 촉매 상에 담지된 인과 같은 촉진제를 포함한다. 수소화 금속은 일반적으로 VIB족 및/또는 VIII족 금속 성분이며, 각 기본 금속은 일반 금속 산화물로서 측정시 완성 촉매를기준으로 약 2∼약 18 중량%에 해당하는 농도로 존재한다. 백금 군의 금속은 약 0.1∼1.5 중량%로 더 낮은 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 바람직한 촉매형은 대칭 단면 형상을 갖는 압출물이며, 실리더형 또는 다엽형인 것이 바람직하다. 입자의 단면 직경은 일반적으로 0.635 mm 내지 3.175 mm(1/40 내지 1/8 인치), 바람직하게는 0.794 mm 내지 2.116 mm(1/32 내지 1/12 인치)이다. 네잎 클로버와 유사한 4엽 단면형은 US-A-4,028,227호에 제시되어 있다. 촉매에서 사용할 수 있는 기타 형상은 이 특허와 US-A-4,510,261호에 개시되어 있다.Hydrolysis and hydrotreating catalysts typically comprise a basic metal hydrogenation component selected from nickel, cobalt, molybdenum and tungsten, and promoters such as phosphorus supported on inorganic oxide catalysts. The metal hydride is generally a Group VIB and / or Group VIII metal component and each base metal is present at a concentration corresponding to about 2 to about 18 weight percent based on the finished catalyst as measured as a common metal oxide. The metals of the platinum group are preferably present at lower concentrations of about 0.1 to 1.5% by weight. Preferred catalyst types are extrudates having a symmetrical cross-sectional shape, preferably cylinder or multi-leaf type. The cross-sectional diameter of the particles is generally from 0.635 mm to 3.175 mm (1/40 to 1/8 inch), preferably from 0.794 mm to 2.116 mm (1/32 to 1/12 inch). Four-leaf cross-sections similar to four-leaf clover are shown in US Pat. No. 4,028,227. Other shapes that can be used in the catalyst are disclosed in this patent and in US Pat. No. 4,510,261.

바람직한 고 활성 가수소처리 촉매는 인을 함유하는 알루미나의 압출형 다공성 지지체 상의 니켈 및 몰리브덴을 포함하는 수소화 성분을 포함한다. 이들 4가지 성분을 포함하는 가수소처리 촉매의 제조에 관한 상세한 설명은 US-A-4,738,944호; US-A-4,818,743호 및 US-A-5,389,595호에 개시되어 있으며, 이들 문헌은 교시를 위해 인용된다.Preferred high active hydrotreating catalysts comprise a hydrogenation component comprising nickel and molybdenum on an extruded porous support of alumina containing phosphorus. Details for the preparation of hydroprocessing catalysts comprising these four components are described in US Pat. No. 4,738,944; US-A-4,818,743 and US-A-5,389,595, which are incorporated by reference.

가수소처리 촉매 및 가수소분해 촉매는 모두 고도의 다공질이고, 조성이 균일하며, 탄화수소 전환 공정에서 이용되는 조건에 대해 비교적 내성(refractory)이 있는 지지체 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 촉매는 알루미나, 이산화티탄, 이산화지르코늄, 실리카-알루미나, 실리카-마그네시아, 실리카-지르코니아, 실리카 또는 실리카 겔, 점토 등을 비롯한 내성 무기 산화물과 같은 탄화수소 전환 촉매에서 전통적으로 이용되는 각종 지지체 물질을 포함할 수 있다. 가수소처리 촉매용으로 바람직한 지지체 물질은 알루미나이다.Both the hydrotreating catalyst and the hydrocracking catalyst preferably comprise a support material that is highly porous, uniform in composition, and relatively resistant to the conditions used in the hydrocarbon conversion process. The catalyst may include various support materials conventionally used in hydrocarbon conversion catalysts such as alumina, titanium dioxide, zirconium dioxide, silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, silica or silica gel, clays, and the like, and resistant inorganic oxides. Can be. Preferred support material for the hydrotreating catalyst is alumina.

본 발명의 이용시 형상 및 표면적과 같은 촉매의 물성 및 조성은 제한되지않는다. 예를 들어, 촉매는 알 모양, 펠렛, 과립, 깨진 단편, 구, 또는 각종 특수 형상, 예컨대 3엽 압출물의 형태로 반응 대역 내의 고정상으로서 배치되어 존재할 수 있다. 또는, 탄화수소 투입 원료 및 촉매가 역류 또는 병류로 통과되는 이동상 반응 대역에서 사용하기 위한 적절한 형태로 촉매를 제조할 수 있다. 또 다른 대안은, 투입 원료가 미분 촉매의 난류상을 통해 상방으로 통과하는 유동화된 상 또는 용출된(ebullated) 상을 사용하거나, 또는 촉매가 투입 원료 중에 슬러리화되고 생성된 혼합물이 반응 대역으로 수송되는 현탁액형 반응 대역을 사용하는 것이다. 투입 원료는 액상 또는 혼합상으로, 그리고 상방류 또는 하방류로 반응기(들)에 통과시킬 수 있다. 따라서, 반응 대역은 도면에 도시된 바와 같이 고정상 시스템일 필요는 없다.When using the present invention, the physical properties and composition of the catalyst such as shape and surface area are not limited. For example, the catalyst may be present as a stationary phase in the reaction zone in the form of eggs, pellets, granules, broken fragments, spheres, or various special shapes such as three-lobed extrudate. Alternatively, the catalyst can be prepared in a suitable form for use in a mobile phase reaction zone in which hydrocarbon feedstock and catalyst are passed in countercurrent or cocurrent flow. Another alternative is to use a fluidized or ebullated phase in which the feedstock passes upwards through the turbulent bed of the finely divided catalyst, or the catalyst is slurried in the feedstock and the resulting mixture is transported to the reaction zone. To use a suspension reaction zone. The feedstock can be passed through the reactor (s) in liquid or mixed phase and upstream or downstream. Thus, the reaction zone need not be a fixed bed system as shown in the figure.

촉매 입자는 공지된 오일 적하 및 압출법을 비롯하여 당업계에 공지된 임의의 방법으로 제조할 수 있다. 본 공정에서 사용된 촉매의 바람직한 형태는 압출물이다.The catalyst particles can be prepared by any method known in the art, including known oil dropping and extrusion methods. The preferred form of catalyst used in this process is an extrudate.

공정의 가수소처리 구간 또는 가수소분해 구간에 사용하기 위한 구형 촉매는 참고로 인용된 US-A-2,620,314호; US-A-3,096,295호; US-A-3,496,115호 및 US-A-3,943,070호에 개시된 바와 같은 오일 적하(oil dropping) 기법을 사용하여 형성할 수 있다. 바람직하게는, 이 방법은 분자체, 알루미나 졸 및 겔화제의 혼합물을 고온에서 유지되는 오일조에 적하하는 것을 포함한다. 이 혼합물의 액적은 경화되어 히드로겔 구를 형성할 때까지 오일 조에 둔다. 그 다음 구를 초기 오일조로부터 연속 배출하여, 물성을 추가로 개선시키기 위해 오일과 암모니아성 용액 중에서 특수노화 처리를 실시한다. 촉매 제조를 위한 오일 적하법을 설명한 기타 참조 문헌으로는 US-A-4,273,735호; US-A-4,514,511호 및 US-A-4,542,113호 등이 있다. 상이한 방법에 의한 구형 촉매 입자의 제조는 US-A-4,514,511호; US-A-4,599,321호; US-A-4,628,040호 및 US-A-4,640,807호에 개시되어 있다.Spherical catalysts for use in the hydrotreating or hydrocracking sections of the process are described in US-A-2,620,314; US-A-3,096,295; It can be formed using an oil dropping technique as disclosed in US-A-3,496,115 and US-A-3,943,070. Preferably, this method comprises dropping a mixture of molecular sieve, alumina sol and gelling agent into an oil bath maintained at high temperature. Droplets of this mixture are placed in an oil bath until cured to form a hydrogel sphere. The spheres are then discharged continuously from the initial oil bath and subjected to a special aging treatment in oil and ammonia solution to further improve the properties. Other references describing oil dropping methods for catalyst preparation include US Pat. No. 4,273,735; US-A-4,514,511 and US-A-4,542,113. The preparation of spherical catalyst particles by different methods is described in US-A-4,514,511; US-A-4,599,321; US-A-4,628,040 and US-A-4,640,807.

가수소분해 촉매는 Y 제올라이트 1∼90 중량%, 바람직하게는 약 5∼80 중량%를 포함하는 것이 좋다. 제올라이트 촉매 조성물은 완성 촉매 복합체의 지지체 약 10∼99 중량%, 바람직하게는 20∼약 90 중량%를 형성할 수 있는 다공성의 내성 무기 산화물 지지체(매트릭스)를 포함해야 한다. 가장 바람직한 매트릭스는 실리카-알루미나와 알루미나의 혼합물을 포함하며, 이 때 실리카-알루미나는 상기 매트릭스의 15∼85 중량%를 구성한다. 지지체는 또한 알루미나 약 5∼약 45 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.The hydrogenolysis catalyst preferably comprises 1 to 90% by weight of Y zeolite, preferably about 5 to 80% by weight. The zeolite catalyst composition should comprise a porous, resistant inorganic oxide support (matrix) capable of forming from about 10 to 99 weight percent, preferably from 20 to about 90 weight percent of the support of the finished catalyst composite. Most preferred matrices comprise a mixture of silica-alumina and alumina, wherein the silica-alumina constitutes 15-85% by weight of the matrix. The support also preferably comprises about 5 to about 45 weight percent of alumina.

Y 제올라이트는 US-A-3,130,007호에 개시된 필수 X-선 분말 회절 패턴을 갖는다. Y 제올라이트 단위 셀 크기는 바람직하게는 약 24.20∼24.40 Å 범위, 가장 바람직하게는 약 24.30∼24.38 Å 범위이다. Y 제올라이트는 탈알루미늄화되는 것이 바람직하며, 프레임워크 Si02:Al203비가 6 이상, 가장 바람직하게는 6∼25이다. 기타 제올라이트, 예컨대 베타, 오메가, 또는 ZSM-5를, 바람직한 Y 제올라이트 대신에 또는 이와 함께 가수소분해 촉매의 제올라이트 성분으로서 사용할 수 있다는 것도 예상된다.Y zeolites have the essential X-ray powder diffraction pattern disclosed in US Pat. No. 3,130,007. The Y zeolite unit cell size is preferably in the range of about 24.20 to 24.40 mm 3, most preferably in the range of about 24.30 to 24.38 mm 3. The Y zeolite is preferably dealuminated, with a framework Si0 2 : Al 2 0 3 ratio of 6 or more, most preferably 6-25. It is also envisaged that other zeolites such as beta, omega, or ZSM-5 can be used as a zeolite component of the hydrogenolysis catalyst in place of or in conjunction with the preferred Y zeolite.

Claims (7)

(a) 비점이 371℃(700℉) 이상인 탄화수소를 포함하는 공급물 스트림과 수소를, 제1 압력을 비롯한 가수소분해 조건에서 작동되고 가수소분해 촉매를 포함하는 제1 가수소분해 대역으로 통과시키고, 수소, 황화수소, 미전환 공급물 성분 및 생성물 탄화수소를 포함하는 제1 가수소분해 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계;(a) A feed stream comprising hydrocarbons having a boiling point of at least 371 ° C. (700 ° F.) and hydrogen are passed through a first hydrolysis zone operating at hydrolysis conditions including the first pressure and comprising a hydrolysis catalyst. And generating a first hydrocracked zone effluent stream comprising hydrogen, hydrogen sulfide, unconverted feed component and product hydrocarbons; (b) 제1 가수소분해 대역 유출물을 분리하여 재순환 가스 스트림과 제1 액체 공정 스트림을 산출하고, 이 액체 공정 스트림을 생성물 분별증류 대역에 통과시켜 미전환된 공급물 성분을 포함하는 저부 스트림과 증류 생성물 스트림을 생성하는 단계;(b) separating the first hydrocracking zone effluent to yield a recycle gas stream and a first liquid process stream, which is passed through a product fractionation zone to produce a bottoms stream comprising unconverted feed components. Producing a distillate product stream; (c) 저부 스트림과 보충 수소 가스 스트림을, 더 낮은 제2 압력을 포함하는 파라핀 선택성 가수소분해 조건에서 작동되는 제2 가수소분해 대역으로 통과시키고, 제2 가수소분해 대역 유출물 스트림을 생성하는 단계;(c) passing the bottoms stream and the supplemental hydrogen gas stream to a second hydrolysis zone operating at paraffin selective hydrolysis conditions comprising a lower second pressure, producing a second hydrolysis zone effluent stream. Doing; (d) 제2 가수소분해 유출물 스트림을 증기상 스트림과 액상 스트림으로 분리하고 액상 스트림을 생성물 분별증류 대역으로 통과시키는 단계; 및(d) separating the second hydrocracking effluent stream into a vapor phase stream and a liquid phase stream and passing the liquid stream through a product fractionation zone; And (e) 증기상 스트림을 압축시키고 증기상 스트림을 보충 가스 스트림으로서 제1 가수소분해 반응 대역으로 통과시키는 단계를 포함하는 2 단계 가수소분해 방법.(e) compressing the vapor phase stream and passing the vapor phase stream as a make-up gas stream to a first hydrocracking reaction zone. 제1항에 있어서, 저부 스트림은 PNA 흡착 대역을 통과한 후에 제2 가수소분해 대역을 통과하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the bottom stream passes through the second hydrolysis zone after passing through the PNA adsorption zone. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 가수소분해 대역은 제1 가수소분해 대역보다 2068 kPa(300 psi) 이상 낮은 입구 압력에서 작동되는 것인 방법.3. The method of claim 1, wherein the second hydrolysis zone is operated at an inlet pressure at least 2068 kPa (300 psi) lower than the first hydrolysis zone. 4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 수소 보충 스트림은 중간 제1 압력으로 압축되고,The process of claim 1 or 2, wherein the first hydrogen make up stream is compressed to an intermediate first pressure, (a) 공급물 스트림, 재순환 수소 스트림 및 제2 보충 수소 스트림은 가수소처리 조건에서 작동되는 가수소처리 반응 대역으로 통과시키고, 수소, 황화수소, 및 비점이 약 371℃(700℉) 이상인 미전환 공급물 성분을 포함하는 가수소처리 반응 대역 유출물 스트림을 생성하며; 제1 보충 수소 가스 스트림을 제1 가수소화분해 대역으로 통과시키고, 이와 함께 저부 스트림을 제2 가수소화분해 대역으로 통과시키며,(a) The feed stream, recycle hydrogen stream, and second make-up hydrogen stream are passed through a hydrotreating reaction zone operating under hydrotreating conditions, and unconverted hydrogen, hydrogen sulfide, and boiling point above about 371 ° C. (700 ° F.). Produce a hydrotreating reaction zone effluent stream comprising the feed component; Passing the first make-up hydrogen gas stream to the first hydrocracking zone, with the bottom stream passing to the second hydrocracking zone, 기상 스트림을 더 높은 제2 압력으로 압축하여 제2 수소 보충 스트림을 제공하는 것인 방법.Compressing the gaseous stream to a higher second pressure to provide a second hydrogen make up stream. 제4항에 있어서, 제2 가수소화분해 대역은 제1 가수소분해 대역보다 2068 kPa 이상 낮으며, 12,753 kPa 미만인 유입 압력에서 작동되는 것인 방법.The method of claim 4, wherein the second hydrocracking zone is at least 2068 kPa lower than the first hydrocracking zone and is operated at an inlet pressure of less than 12,753 kPa. 제4항에 있어서, 제1 수소 보충 스트림은 보충 가스 압축기 트레인의 적어도제1 단계를 통해 압축되고; 증기상 스트림은 보충 가스 압축기 트레인의 최종 단계에서 더 높은 제2 압력으로 압축되는 것인 방법.The process of claim 4, wherein the first hydrogen make up stream is compressed through at least a first stage of the make up gas compressor train; The vapor phase stream is compressed to a higher second pressure in the final stage of the make-up gas compressor train. 제6항에 있어서, 제2 가수소분해 유출물 스트림으로부터 회수된 전체 증기상 스트림을 가수소처리 반응 대역으로 통과시키는 것인 방법.The process of claim 6, wherein the entire vapor phase stream recovered from the second hydrocracking effluent stream is passed through a hydrotreating reaction zone.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2883005B1 (en) 2005-03-09 2007-04-20 Inst Francais Du Petrole HYDROCRACKING PROCESS WITH RECYCLING COMPRISING THE ADSORPTION OF POLYAROMATIC COMPOUNDS OF MACROPORATED LIMITED-SILAGE ALUMINA-ADSORBENT RECYCLED FRACTION
CN102234540B (en) * 2010-05-07 2013-09-11 中国石油化工集团公司 Hydrogenation method and apparatus for center fractions of pyrolysis gasoline
US20120074038A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-29 Uop Llc Liquid phase hydroprocessing with low pressure drop
WO2012134838A2 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Uop Llc Process and apparatus for producing diesel
US9144752B2 (en) 2011-07-29 2015-09-29 Saudi Arabian Oil Company Selective two-stage hydroprocessing system and method
JP6273201B2 (en) 2011-07-29 2018-01-31 サウジ アラビアン オイル カンパニー Selective series flow hydrogenation system and method
WO2013019594A1 (en) 2011-07-29 2013-02-07 Saudi Arabian Oil Company Selective two-stage hydroprocessing system and method
JP6086909B2 (en) * 2011-07-29 2017-03-01 サウジ アラビアン オイル カンパニー Selective series flow hydrogenation system and method
US9359566B2 (en) * 2011-07-29 2016-06-07 Saudi Arabian Oil Company Selective single-stage hydroprocessing system and method
CN102828769B (en) * 2012-09-20 2014-08-20 中煤科工集团重庆研究院 Complete oil receiving, pumping and conveying device for pumping and extracting mine gas
JP6360554B2 (en) * 2013-07-02 2018-07-18 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション Method for cracking hydrocarbon feedstock in a steam cracking unit
US10472577B2 (en) 2017-06-22 2019-11-12 Uop Llc Composition for opening polycyclic rings in hydrocracking
FR3083243A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-03 IFP Energies Nouvelles INTEGRATED TWO-STEP HYDROCRACKING PROCESS AND A REVERSE HYDROGEN CIRCULATION HYDROTREATING PROCESS
FR3090685A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-26 IFP Energies Nouvelles PROCESS FOR HYDROCONVERSION OF HEAVY HYDROCARBON LOADS USING A SPECIFIC LINING OF CATALYSTS
US11866657B1 (en) 2022-10-31 2024-01-09 Saudi Arabian Oil Company Two-stage hydrotreating of hydrocarbons

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3365388A (en) * 1965-06-08 1968-01-23 Chevron Res Multistage residuum hydroconversion process
NL7605356A (en) * 1975-05-21 1976-11-23 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR HYDROKRAKING OF HYDROCARBON OILS.
US4447315A (en) * 1983-04-22 1984-05-08 Uop Inc. Hydrocracking process
US4574043A (en) * 1984-11-19 1986-03-04 Mobil Oil Corporation Catalytic process for manufacture of low pour lubricating oils
JP3119489B2 (en) * 1995-12-26 2000-12-18 ジ・エム・ダブリュー・ケロッグ・カンパニー Integrated hydroprocessing with separation and recycling
US6217746B1 (en) * 1999-08-16 2001-04-17 Uop Llc Two stage hydrocracking process

Also Published As

Publication number Publication date
CA2441220A1 (en) 2002-09-26
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CN1238473C (en) 2006-01-25

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