KR20140017648A - 탄화수소를 수소화공정으로 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

탄화수소를 수소화공정으로 처리하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

수소화공정 유닛에서 탄화수소 공급물을 수소화공정으로 처리하고 제2 탄화수소를 처리하기 위한 장치 및 공정이 개시되어 있다. 가온 분리기는 액체 수소화공정 유출물에 의해 플래싱 처리될 수 있는 증기 수소화처리 유출물을 이송하여, 수소화처리 유닛으로 재순환되어 수소 요건을 제공할 수 있는 증기 플래시 오버헤드 생성물을 생성하게 된다.

Description

탄화수소를 수소화공정으로 처리하기 위한 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR HYDROPROCESSING HYDROCARBONS}
우선권 주장의 기초 출원
본 출원은 2011년 5월 17일자로 출원된 미국 출원 제61/487,012호 및 2011년 6월 24일자로 모두 출원된 미국 출원 제13/168,052호, 제13/168,078호, 제13/167,945호 및 제13/167,979호를 우선권 주장의 기초 출원으로 한다.
발명의 분야
본 발명의 분야는 2가지 탄화수소 스트림의 수소화공정(hydroprocessing)에 관한 것이다.
수소화공정은 수소화공정 촉매 및 수소의 존재 하에 탄화수소를 보다 유용한 생성물로 전환시키는 공정을 포함할 수 있다. 수소화분해(hydrocracking)는 탄화수소가 수소 및 수소화분해 촉매의 존재 하에 보다 낮은 분자량 탄화수소로 분해되는 수소화공정 프로세스이다. 원하는 생산량에 따라, 수소화분해 구역은 동일하거나 상이한 촉매의 하나 이상의 층을 함유할 수 있다. 수소화분해는 감압 경유(VGO: vacuum gas oil)와 같은 탄화수소 공급물을 등유 및 가솔린 자동차 연료를 비롯한 디젤로 분해하는데 이용되는 공정이다.
마일드 수소화분해(mild hydrocracking)는 일반적으로 유동 접촉 분해(FCC: fluid catalytic cracking) 또는 다른 공정 유닛의 상류에서 이용되어 하류 유닛에 공급될 수 있는 미전환된 오일의 품질을 개선시키게 되고, 동시에 그 공급물의 일부를 디젤과 같은 경질 생성물로 전환시키게 된다. 디젤 자동차 연료에 대한 세계 수요가 가솔린 자동차 연료에 비하여 증가함에 따라, 마일드 수소화분해는 가솔린을 희생하고 디젤에 유리하게 생성물 슬레이트(product slate)를 편향시키기 위해 고려된다. 마일드 수소화분해는 일부 또는 전부 전환 수소화분해보다 덜 한 가혹도로 작동될 수 있어서 FCC 유닛에 의한 디젤의 생산의 균형을 잡게 되고, 여기서 그 유닛은 주로 나프타를 제조하는데 이용된다. 일부 또는 전부 전환 수소화분해는 하류 유닛에 공급될 수 있는 미전환된 오일의 보다 덜 한 수율로 디젤을 제조하는데 이용된다.
환경적 관심 및 새롭게 재정된 법규 및 규제로 인하여, 판매가능한 디젤은 오염물, 예컨대 황 및 질소에 대한 점점 더 낮아지는 하한을 충족해야 한다. 새로운 규제는 기본적으로 디젤로부터 황의 완전 제거를 요구한다. 예를 들면, 초 저황 디젤(ULSD: ultra low sulfur diesel) 요건은 전형적으로 10 wppm 미만의 황이다.
수소화처리(hydrotreating)는 연료 규격을 충족하고 올레핀계 화합물을 포화시키기 위해서 탄화수소 스트림으로부터 황 및 질소와 같은 헤테로원자를 제거하는데 이용되는 수소화공정 프로세스이다. 수소화처리는 고압 또는 저압에서 수행될 수 있지만, 전형적으로 수소화분해보다 더 낮은 압력에서 수행된다. 이러한 경우들에서, 공정 유닛들이 상이한 압력에서 작동될 때, 그 공정 유닛들을 조정할 필요가 있다.
그러므로, 탄화수소 공급원료로부터 보다 많은 자동차 연료 제품을 제조하는 개선된 방법에 대한 필요성이 지속적으로 있어 왔다. 이러한 방법은 자동차 연료 제품이 점차적으로 증가하는 엄격한 제품 요건을 충족하는 것을 보장해야 한다.
발명의 개요
공정 실시양태에서, 본 발명은 제1 수소 스트림 및 수소화공정 촉매의 존재 하에 제1 탄화수소 공급물 스트림을 수소화공정으로 처리하여 수소화공정 유출물 스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 탄화수소를 수소화공정으로 처리하는 공정을 포함한다. 제2 탄화수소 스트림은 제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 스트림을 생성하게 된다. 그 수소화처리 유출물 스트림은 149℃ 내지 260℃(300℉ 내지 500℉)의 온도에서 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리된다. 그 증기 수소화처리 유출물 스트림은 액체 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합된다.
추가 공정 실시양태에서, 본 발명은 제1 수소 스트림 및 수소화분해 촉매의 존재 하에 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해하여 수소화분해 유출물 생성물 내의 보다 낮은 비등 탄화수소를 생성하는 단계를 포함하는, 디젤을 생성하는 공정을 포함한다. 그 수소화분해 유출물은 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림과 액체 수소화분해 유출물 스트림으로 분리된다. 디젤 스트림은 제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 스트림 내의 저 황 디젤을 생성하게 된다. 그 수소화처리 유출물 스트림은 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리된다. 그 증기 수소화처리 유출물 스트림은 그 액체 수소화분해 유출물 스트림과 혼합된다.
추가 공정 실시양태에서, 본 발명은 제1 수소 스트림 및 수소화분해 촉매의 존재 하에 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해하여 수소화분해 유출물 스트림 내의 보다 낮은 비등 탄화수소를 생성하는 단계를 포함하는, 디젤을 생성하는 공정을 포함한다. 수소화분해 유출물은 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림과 액체 수소화분해 유출물 스트림으로 분리된다. 디젤 스트림은 제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 스트림 내의 저 황 디젤을 생성하게 된다. 그 수소화처리 유출물 스트림은 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리된다. 증기 수소화처리 유출물 스트림은 저온 플래시 증기 스트림과 저온 플래시 액체 스트림으로 플래싱 처리된다. 그 저온 플래시 액체 스트림은 분별 섹션 내의 분별 컬럼에서 분별되고, 수소를 포함하는 저온 플래시 증기 스트림은 수소화 반응기로 공급된다.
장치 실시양태에서, 본 발명은 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해 유출물 스트림 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 제1 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기를 포함하는, 탄화수소를 수소화공정으로 처리하기 위한 장치를 포함한다. 수소화분해 반응기와 연통하는 저온 분리기(cold separator)는 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림 및 바텀 라인 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림을 제공하기 위한 것이다. 제2 수소 라인과 연통하는 수소화처리 반응기는 제2 탄화수소 공급물 스트림을 수소화처리하여 수소화처리 유출물 스트림을 생성하기 위한 것이다. 수소화처리 반응기와 연통하는 가운 분리기는 수소화 유출물 스트림을 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 바텀 라인 내의 액체 수소화 유출물 스트림으로 분리하기 위한 것이다. 저온 분리기의 바텀 라인은 가온 분리기(warm separator)의 오버헤드 라인과 연결된다.
추가 장치 실시양태에서, 본 발명은 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해 유출물 스트림 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기를 포함하는, 디젤을 생성하는 장치를 추가로 포함한다. 제2 수소 라인과 연통하는 수소화처리 반응기는 디젤 스트림을 수소화처리하여 수소화처리 유출물 스트림 내의 저 황 디젤을 생성하기 위한 것이다. 수소화처리 반응기와 연통하는 가온 분리기는 수소화처리 유출물 스트림을 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 바텀 라인 내의 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리하기 위한 것이다. 수소화분해 반응기와 연통하는 저온 분리기는 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림 및 바텀 라인 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림을 제공하기 위한 것이다. 저온 분리기의 바텀 라인은 가온 분리기의 오버헤드 라인과 연통된다.
추가 장치 실시양태에서, 본 발명은 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해 유출물 스트림 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기를 포함하는, 디젤을 생성하는 장치를 포함한다. 제2 수소 라인 및 수소화분해 반응기와 연통하는 수소화처리 반응기는 디젤 스트림을 수소화처리 유출물 스트림 내의 저 황 디젤을 생성하기 위한 것이다. 수소화처리 반응기와 연통하는 가온 분리기는 수소화 유출물 스트림을 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 바텀 라인 내의 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리하기 위한 것이다. 수소화분해 반응기와 연통하는 저온 분리기는 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림과 바텀 라인 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림을 제공하기 위한 것이다. 수소화분해 반응기는 저온 분리기의 오버헤드 라인과 연통된다. 저온 플래시 드럼(cold plash drum)은 가온 분리기와 연통된다. 저온 플래시 드럼은 수소화처리 반응기와 연통하는 저온 플래시 증기 스트림을 운반하기 위한 오버헤드 라인 및 분별 섹션과 연통하는 바텀 라인을 갖는다.
또다른 공정 실시양태에서, 본 발명은 제1 수소 스트림 및 수소화공정 촉매의 존재 하에 제1 탄화수소 스트림을 수소화공정으로 처리하여 수소화공정 유출물 스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 수소화처리 및 수소화공정 프로세스를 포함한다. 제2 탄화수소 스트림은 제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 스트림을 생성하게 된다. 상기 수소화처리 유출물 스트림의 적어도 일부는 상기 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합되어 혼합물을 제공하게 된다. 저온 분리기의 바텀 라인은 가온 분리기의 오버헤드 라인과 연통된다.
추가 공정 실시양태에서, 본 발명은 제1 수소 스트림 및 수소화분해 촉매의 존재 하에 제1 탄화수소 스트림을 수소화분해하여 수소화분해 유출물 스트림 내의 보다 낮은 비등 탄화수소를 생성하는 단계를 포함하는 수소화분해 및 수소화공정 프로세스를 포함한다. 제2 탄화수소 스트림은 제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 스트림을 생성하게 된다. 수소화처리 유출물 스트림은 상기 수소화분해 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합되어 혼합물을 생성하게 된다. 상기 혼합물의 적어도 일부는 분별된다.
추가 공정 실시양태에서, 본 발명은 제1 수소 스트림 및 수소화분해 촉매의 존재 하에 제1 탄화수소 스트림을 수소화분해하여 수소화분해 유출물 스트림 내의 보다 낮은 비등 탄화수소를 생성하는 단계를 포함하는 수소화분해 및 수소화처리 공정을 포함한다. 수소화분해 유출물은 저온 분리기에서 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림 및 액체 수소화분해 유출물 스트림을 제공하게 된다. 제2 탄화수소 스트림은 제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 스트림을 생성하게 된다. 액체 수소화분해 유출물 스트림 및 상기 수소화처리 유출물 스트림은 플래싱 처리되어 저온 플래시 증기 스트림 및 저온 플래시 액체 스트림을 제공하게 된다. 증기 수소화분해 유출물 스트림은 재순환되어 상기 제1 수소 스트림의 적어도 일부를 제공하게 된다. 저온 플래시 증기 스트림은 재순환되어 상기 제2 수소 스트림의 적어도 일부를 제공하게 된다.
또다른 장치 실시양태에서, 본 발명은 탄화수소 스트림을 수소화분해 유출물 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 제2 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기를 포함하는 수소화분해 및 수소화처리 장치를 포함한다. 수소화처리 반응기는 디젤 스트림을 수소화처리하여 수소화처리 유출물 라인 내의 수소화처리 유출물을 생성하기 위한 것으로 제2 수소 라인 및 제2 탄화수소 공급물 라인과 연통된다. 수소화처리 유출물 라인은 상기 수소화분해 유출물 라인과 연통된다. 분별 섹션은 상기 수소화처리 유출물 라인 및 상기 수소화분해 유출물 라인과 연통된다.
추가 장치 실시양태에서, 본 발명은 제1 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해 유출물 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 제1 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기를 포함하는 수소화분해 및 수소화처리 장치를 추가로 포함한다. 저온 분리기는 상기 수소화분해 유출물을 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림과 바텀 라인 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림으로 분리하기 위한 것으로 상기 수소화분해 유출물 라인과 연통된다. 수소화처리 반응기는 제2 탄화수소 공급물 스트림을 수소화처리하여 수소화처리 유출물 라인 내의 수소화처리 유출물을 생성하기 위한 것으로 제2 수소 라인 및 제2 탄화수소 공급물 라인과 연통된다. 수소화처리 유출물 라인은 상기 버텀 라인과 연통된다. 분별 섹션은 상기 수소화처리 유출물 및 상기 저온 분리기와 연통된다.
추가 장치 실시양태에서, 본 발명은 제1 탄화수소 공급물 스트림을 수소화분해 유출물 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 제1 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기를 포함하는 수소화분해 및 수소화처리 장치를 포함한다. 저온 분리기는 상기 수소화분해 유출물을 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림과 버텀 라인 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림으로 분리하기 위한 것으로 상기 수소화분해 유출물 라인과 연통된다. 제1 수소 라인은 상기 오버헤드 라인과 연통된다. 수소화처리 반응기는 제2 탄화수소 공급물 스트림을 수소화처리 유출물 라인 내의 수소화처리 유출물을 생성하기 위한 것으로 제2 수소 라인 및 제2 탄화수소 공급물 라인과 연통된다. 플래시 드럼은 플래시 오버헤드 라인 내의 저온 플래시 증기 스트림과 플래시 바텀 라인 내의 저온 플래시 액체 스트림을 제공하기 위한 것으로 상기 수소화처리 유출물 라인 및 상기 액체 수소화분해 유출물 라인과 연통된다. 제2 수소 라인은 상기 플래시 오버헤드 라인과 연통된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시양태의 개략 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 대안적인 실시양태의 개략 공정 흐름도이다.
정의
용어 "연통"이란 물질 흐름이 열거된 부품들 사이에서 작동적으로 허용된다는 것을 의미한다.
용어 "하류 연통(downstream commnunication)"이란 하류 연통하는 대상(subject)으로 흘러 가는 물질의 적어도 일부가 그 대상이 연통하는 피대상(object)으로부터 작동적으로 흘러 나올 수 있다는 것을 의미한다.
용어 "상류 연통(upstream communication)"이란 상류 연통하는 대상으로부터 흘러 나오는 물질의 적어도 일부가 그 대상이 연통하는 피대상으로 작동적으로 흘러 갈 수 있다는 것을 의미한다.
"용어 "컬럼"은 상이한 휘발성을 지닌 하나 이상의 성분들을 분리하기 위한 증류 컬럼 또는 컬럼들을 의미한다. 달리 지시되어 있지 않는 한, 각각의 컬럼은 오버헤드 스트림의 일부를 응축하여 컬럼의 톱으로 다시 환류시키는 컬럼의 오버헤드 상에 있는 응축기, 및 바텀 스트림의 일부를 기화하여 컬럼의 바텀으로 다시 이송하는 컬럼의 바텀에 있는 재비등기를 포함한다. 컬럼으로의 공급물은 예열될 수 있다. 톱 압력은 컬럼의 증기 유출구에서 오버헤드 증기의 압력이다. 바텀 온도는 액체 바텀 유출구 온도이다. 오버헤드 라인 및 바텀 라인은 환류 또는 재비등의 하류 컬럼에서 컬럼에 이르는 망상 라인을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "순수 비등점(TBP: true boiling Point)"은 액화 기체, 증류물 분획, 및 분석 데이터가 얻어질 수 있는 표준화된 품질의 잔류물의 생성, 및 5:1 환류 비율과 함께 컬럼 내에 15개의 이론적인 플레이트를 사용하여 온도 대 증류된 질량(%)의 그래프가 생성되는 질량 및 부피 단위 둘 다에 의한 상기 분획의 수율의 측정을 위해 ASTM D2892에 해당하는 물질의 비등점을 측정하는 시험 방법을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "전환"은 공급물이 디젤 비등 범위에서 또는 그 아래에서 비등하는 물질로 전환된다는 것을 의미한다. 디젤 비등 범위의 디젤 유분 지점(diesel cut point)은 TBP 증류 방법을 이용할 때 343℃ 내지 399℃(650℉ 내지 750℉)이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "디젤 비등 범위"는 TBP 증류 방법을 이용할 때 132℃ 내지 399℃(270℉ 내지 750℉)의 범위에서 비등하는 탄화수소를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "분리기"는 유입구 및 적어도 오버헤드 증기 유출구 및 바텀 액체 유출구를 가지며 그리고 또한 부트(boot)로부터의 수성 스트림 유출구를 가질 수도 있는 용기를 의미한다. 플래시 드럼은 보다 높은 압력에서 작동될 수 있는 분리기와 하류 연통할 수 있는 분리기의 유형이다.
상세한 설명
마일드 수소화분해 반응기는 낮은 가혹도에서 작동하므로 낮은 전환율을 갖는다. 마일드 수소화분해로부터 생성된 디젤은 특히 황에 관한 적용가능한 연료 규격을 충족하기에 충분한 품질을 갖지 못한다. 대개, 마일드 수소화분해로부터 생성된 디젤은 최종 디젤로 되는 블렌딩을 허용하는 수소화처리 유닛에서 공정 처리되어야 한다. 수 많은 경우에서, 마일드 수소화분해 유닛과 수소화처리 유닛을 통합하여 자본 및 작동 비용을 감소시키는 것이 매력적이다.
전형적인 고압 수소화공정 유닛, 예컨대 수소화분해 유닛 또는 고압 수소화처리 유닛은 저온 분리기 및 저온 플래시 드럼을 둘 다 갖는다. 그것은 항상 그런것은 아니지만 종종 고온 분리기(hot separator) 또는 고온 플래시 드럼을 갖는다. 전형적인 수소화처리 유닛은 단지 저온 분리기만을 갖는다. 저온 분리기는 재순환 기체로서 사용하기 위한 최적 수소 분리를 달성하기 위해 보다 낮은 온도에서 작동될 수 있지만, 이는 수소화처리된 액체 스트림이 저 황 디젤을 얻을 수 있는 분별을 위해 재가열되어야 하기 때문에 열적으로 비효율적인 것으로 입증된다.
수소 분리에 영향을 미치는 일 없이 그러한 냉각 및 재가열을 피하기 위해서, 디젤과 같은 원하는 생성물을 액체 상으로 유지하기에 충분한 작동 온도를 사용한 수소화처리 유닛과 함께 가온 분리기가 사용되어야 한다는 점이 제안되어 있다. 분리된 액체 스트림은 가온 상태로 분별로 이송될 수 있어서 원하는 생성물을 회수하게 된다. 이러한 액체 스트림을 분별 온도로 유도하기 위해서 보다 많은 가열이 요구될 수 있지만, 이것은 저온 분리기가 사용된다면 달리 요구되는 것보다 더 적다. 이러한 가온 분리기로부터의 증기는 수소화공정 유출물의 적어도 일부와 함께 혼합될 수 있다. 임의의 양태에서, 그 가온 분리기 증기는 저온 플래시 드럼으로 이송될 수 있으며, 여기에서 혼합은 그 온도를 분리하기에 허용 가능한 정도로 감소시킨다. 필요하다면, 그 온도를 더 감소시키기 위해서 냉각기가 추가될 수 있다. 결과적인 저온 플래시 드럼 증기는 수소화처리 유닛을 위한 재순환 기체이다. 본질적으로, 수소화공정 유닛 및 수소화처리 유닛은 수소화처리 유닛을 위한 저온 분리기가 되는 저온 플래시 드럼을 공유한다.
탄화수소를 수소화공정으로 실시하기 위한 장치 및 공정(8)은 압축 섹션(10), 수소화공정 유닛(12), 수소화처리 유닛(14) 및 분별 섹션(16)을 포함한다. 제1 탄화수소 공급물이 공급물이 디젤을 포함할 수 있는 보다 낮은 비등 탄화수소로 전환되는 수소화분해 유닛(12)일 수 있는 수소화공정 유닛(12)으로 그 공급물이 제일 먼저 공급된다. 수소화공정 유출물이 분별 섹션(16)에서 분별된다. 제2 탄화수소 공급물 스트림이 수소화처리 유닛(14)에 공급되어 수소화처리 유출물 스트림을 제공하게 된다. 분별 섹션(16)으로부터 제공된 디젤 스트림이 수소화처리되어 저 황 디젤을 제공하게 되는 제2 탄화수소 공급물 스트림일 수 있다.
압축 섹션(10)은 상이한 압력에서 2개의 메이크-업 수소 스트림(make-up hydrogen stream)을 제공하도록 배열될 수 있다. 압축 섹션(10)의 이러한 단 사이(interstage)의 압축 배열에서, 메이크-업 수소 라인(20) 내의 메이크-업 수소 스트림이 메이크-업 수소 라인(20)과 하류 연통하는 제1 압축기(22)에 공급되어 메이크-업 수소 스트림의 압력을 증가시키고 라인(24) 내의 제1 압축된 메이크-업 수소 스트림을 제공하게 된다. 제1 압축기(22)는 일련의 압축기를 나타내는 압축 단이다.
제1 압축된 메이크-업 수소 라인(24) 상에서 제1 압축기(22)와 하류 연통하는 스플릿(26)은 압축된 메이크-업 수소의 제1 부분이 제1 스플릿 라인(28) 내로 이동되도록 그리고 압축된 메이크-업 수소의 제2 부분이 제2 스플릿 라인(30) 내로 이동되도록 허용한다. 제2 스플릿 라인(30) 내의 제1 압축된 메이크-업 수소의 제2 부분은 수소화처리 유닛(14)으로 진행된다.
제1 스플릿 라인(28) 내의 압축된 메이크-업 수소의 제1 부분은 제2 압축기(32)에서 추가 압축될 수 있어서 제2 압축된 메이크-업 수소 라인(34) 내의 제2 압축된 메이크-업 스트림을 제공하게 된다. 제2 압축기(32)는 일련의 압축기를 나타낼 수 있는 압축 단이다. 제2 압축기(32)는 제1 스플릿 라인(28) 및 제1 압축기(22)와 하류 연통한다. 라인(34) 내의 제2 압축된 메이크-업 스트림은 라인(36) 내의 제1 순환 수소 스트림에 의해 연결될 수 있어서 제1 수소 라인(38) 내의 수소화공정 수소 스트림을 제공하게 된다. 제1 수소 라인(38)은 제2 압축된 메이크-업 수소 라인(34), 2개의 압축기(22 및 32), 및 라인(36) 내의 제1 순환 수소 스트림과 하류 연통한다. 단 사이의 압축 배열은 제2 스플릿 라인(30) 내의 압축된 메이크-업 수소 스트림의 제2 부분보다 더 높은 압력에 있는 수소화공정 섹션(12)으로 제공될 수 있는 제2 압축된 메이크-업 수소 스트림(34)을 제공한다.
다른 압축 배열이 고려된다. 예를 들면, 제2 스플릿 라인(30) 내의 압축된 메이크-업 수소 스트림은 수소화처리 유닛(14)의 요구에 충분히 순수할 정도인 보다 낮은 순도 수소를 제공할 수 있는 라인(31) 내의 제3 메이크-업 수소 스트림에 의해 보충될 수 있거나 대체될 수 있다. 또한, 제2 스플릿 라인(30)은 제2 압축기(32)의 하류에 위치되어야 하고 이러한 경우에 수소화공정 유닛(12) 및 수소화처리 유닛(14)은 거의 동일 압력에서 작동되어야 하는 것으로 고려된다.
제1 탄화수소 공급물 스트림이 아마도 도시되어 있는 서지 탱크(surge tank)를 통해 라인(40) 내로 도입될 수 있다. 제1 수소 라인(38)은 라인(40) 내의 제1 탄화수소 공급물 스트림과 연결할 수 있어서 라인(42) 내의 제1 수소화공정 공급물 스트림을 제공한다. 임의의 양태에서, 본 명세서에서 기술된 장치 및 공정은 탄화수소 공급원료를 수소화공정으로 처리하는데 특히 유용하다. 예시적인 탄화수소 공급원료는 288℃ 이상(550℉) 이상에서 비등하는 성분을 갖는 탄화수소 스트림, 예컨대 상압 가스 오일, VGO, 탈아스팔트, 진공 및 상압 잔사유, 코우커 증류물, 직류 증류물, 용매-탈아스팔트 오일, 열분해-유도 오일, 고 비등 합성 오일, 사이클 오일, 열분해 공급물, 접촉 분해기 증류물 등을 포함한다. 이러한 탄화수소 공급원료는 0.1 내지 4 중량%의 황을 함유할 수 있다.
적합한 탄화수소 공급 원료는 VGO이거나, 399℃(750℉) 이상의 온도에서 비등하는 성분 50 중량% 이상, 보통 75 중량% 이상을 갖는 다른 탄화수소 분획이다. 전형적인 VGO는 보통 315℃(600℉) 내지 565℃(1050℉) 범위의 비등점을 갖는다.
수소화공정 유닛에서 실시되는 수소화공정은 수소화분해 또는 수소화처리일 수 있다. 수소화분해는 탄화수소가 수소의 존재 하에 보다 낮은 분자량 탄화수소로 분해되는 공정을 의미한다. 수소화공정 유닛에서 실시되는 수소화공정은 또한 수소화처리일 수 있다. 수소화공정 유닛(12)에서 실시될 수 있는 수소화처리는 수소화처리 유닛(14)과 관련하여 하기 기술된다. 임의 경우에서, 수소화공정 유닛(12)의 압력은 수소화처리 유닛(14)에서보다 더 높을 수 있다. 수소화분해는 수소화공정 유닛(12)내 바람직한 공정이다. .결국, 용어 "수소화공정"이란 용어 "수소화분해"를 포함하고, 용어 "수소화분해"란 본 명세서에서 용어 "수소화공정"의 유형을 의미한다.
수소화분해 반응기(46)일 수 있는 수소화공정 반응기(46)는 메이크-업 수소 라인(20), 제1 스플릿 라인(28) 및 제1 탄화수소 공급물 라인(40) 상에서 하나 이상의 압축기(22 및 32)와 하류 연통한다. 라인(42) 내의 제1 수소화공정 공급물 스트림은 수소화분해 유출물 라인(48)일 수 있는 수소화공정 유출물 라인(48) 내의 수소화분해 유출물 스트림일 수 있는 수소화공정 유출물 스트림에 의해 열 교환될 수 있으며, 그리고 탄화수소 스트림을 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하는데 존재할 수 있는 수소화분해 반응기(46)에 진입하기 전에 연소식 가열기(fired heater)에서 추가 가열될 수 있다.
수소화공정 반응기(46)는 하나 이상의 용기, 각 용기 내의 복수 촉매 층, 및 하나 이상의 용기 내의 수소화처리 촉매와 수소화분해 촉매의 다양한 조합을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 수소화분해 반응은 디젤 유분 지점 이하에서 비등하는 생성물로 전환되는 탄화수소 공급물의 20 부피% 이상, 전형적으로 60 부피% 이상인 총 전환율을 제공할 수 있다. 수소화공정 반응기(46)는 총 전환율을 기준으로 그 공급물의 50 부피% 이상인 부분 전환율 또는 그 공급물의 90 부피% 이상인 완전 전환율로 작동할 수 있다. 디젤을 최대화하기 위해서, 완전 전환율이 효과적이다. 제1 용기 또는 층은 수소화분해 공급물을 포화, 탈금속화, 탈황화 또는 탈질소화하기 위해서 수소화처리 촉매를 포함할 수 있다.
수소화공정 반응기(46)는 마일드 수소화분해 조건에서 작동될 수 있다. 마일드 수소화분해 조건은 디젤 유분 지점 이하에서 비등하는 생성물로 전환되는 탄화수소 공급물의 총 전환율인 20 내지 60 부피%, 바람직하게는 20 내지 50 부피%를 제공한다. 마일드 수소화분해에서, 전환된 생성물은 디젤에 유리하게 치중되어 있다. 마일드수소화분해 작동에서, 수소화처리 촉매는 수소화분해 촉매보다 더 크거나 훨씬 더 큰 전환 역할을 한다. 수소화처리 촉매를 가로지르는 전환은 전체 전환의 유의적인 부분일 수 있다. 수소화공정 반응기(46)가 마일드 수소화분해를 위해 의도되는 경우, 그 마일드 수소화분해 반응기(46)는 모두 수소화처리 촉매, 모두 수소화분해 촉매 또는 일부 수소화처리 촉매의 층 및 일부 수소화분해 촉매의 층에 의해 적재될 수 있다. 마지막의 경우에서, 수소화분해 촉매의 층은 전형적으로 수소화처리 촉매의 층에 잇달아 존재할 수 있다. 가장 전형적으로, 수소화처리 촉매의 3개 층에 잇달아 수소화분해 촉매의 0개, 1개 또는 2개의 층이 존재할 수 있다.
도 1에서 수소화공정 반응기(46)는 하나의 반응기 용기에서 4개의 층을 갖는다. 마일드 수소화분해가 필요한 경우, 처음 3개의 촉매 층은 수소화처리 촉매를 포함하고 최종 촉매 층은 수소화분해 촉매를 포함하는 것으로 고려된다. 부분 또는 완전 수소화분해가 필요한 경우, 마일드 수소화분해에서 사용된 층의 갯수 이외에도 수소화분해 촉매의 보다 많은 층이 사용될 수 있다.
마일드 수소화분해 조건에서, 공급물은 나프타 및 가스와 같은 경질 탄화수소의 낮은 수율과 더불어 디젤 및 등유와 같은 중질 생성물로 선택적으로 전환된다. 또한, 압력은 하류 공정을 위한 최적 수준으로 바텀 생성물의 수소화를 한정하기에도 적당하다.
하나의 양태에서, 예를 들면 중간 증류물 및 가솔린의 잔량이 전환된 생성물 내에 우선적으로 존재할 때, 마일드 수소화분해는 비정질 실리카-알루미나 베이스 또는 하나 이상의 VIII족 또는 VIB족 금속 수소화 성분과 조합된 저 함량 제올라이트 베이스를 이용하는 수소화분해 촉매를 지닌 제1 수소화분해 반응기(46)에서 수행될 수 있다. 또다른 양태에서, 중간 증류물이 가솔린 생성에 비하여 전환된 생성물 내에 유의하게 우선적으로 존재할 때, 부분 또는 완전 수소화분해는 VIII족 금속 수소화 성분이 침착되어 있는 임의 결정질 제올라이트 분해 베이스를 일반적으로 포함하는 촉매를 지닌 제1 수소화분해 반응기(46)에서 수행될 수 있다. 추가의 수소화 성분은 제올라이트 베이스에 혼입하기 위해서 VIB족으로부터 선택될 수 있다.
제올라이트 분해 베이스는 종종 해당 기술 분야에서 분자체라고도 칭하며, 보통 실리카, 알루미나 및 하나 이상의 교환 가능한 양이온, 예컨대 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 희토류 금속 등으로 구성된다. 그 제올라이트 분해 베이스는 4 내지 14Å(10-10 미터)의 비교적 균일한 직경의 결정 소공을 추가 특징으로 한다. 비교적 높은 실리카/알루미나 몰 비율 3 내지 12를 갖는 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 자연계에서 발견된 적합한 제올라이트는 예를 들면 모오데나이트(mordenite), 스틸바이트(stilbite), 훌런다이트(heulandite), 페리어라이트(perrierite), 다키아르다이트(dachiardite), 카바자이트(chabazite), 에리오나이트(erionite) 및 파우자사이트(faujasite)를 포함한다. 적합한 합성 제올라이트는 예를 들면 B, X, Y 및 L 결정 유형, 예를 들면 합성 파우자사이트 및 모오데나이트를 포함한다. 바람직한 제올라이트는 8-12Å(10-10 미터)의 결정 소공 직경을 갖는 것들이고, 여기서 실리카/알루미나 몰비는 4 내지 6이다. 바람직한 군에 속하는 제올라이트의 하나의 예는 합성 Y 분자체이다.
천연 발생 제올라이트는 보통 나트륨 형태, 알칼리 토금속 형태 또는 혼성 형태로 발견된다. 합성 제올라이트는 처음에는 나트륨 형태로 거의 항상 제조된다. 임의의 경우에서, 분해 베이스로서 사용하기 위해서, 대부분 또는 모든 최초 제올라이트 1가 금속은 다가 금속 및/또는 암모늄 염에 의해 이온 교환되어야 하고, 이어서 가열에 의해 제올라이트와 회합된 암모늄 이온을 분해하게 되는데, 이로써 그 위치에서 수소 이온 및/또는 물의 추가적인 제거에 의해 실제적으로 탈양이온화되는 교환 부위를 잔류시키는 것이 바람직하다. 이러한 성질의 수소 또는 "탈양이온화" Y 제올라이트는 미국 특허 제3,130,006호에 보다 구체적으로 기술되어 있다.
혼성 다가 금속-수소 제올라이트는 우선 암모늄 염과 이온 교환하고, 이어서 다가 금속 염과 다시 부분 교환하고, 하소 처리함으로써 제조될 수 있다. 일부 경우, 합성 모오데나이트의 경우에서와 같이, 수소 형태는 알칼리 금속 제올라이트의 직접 산 처리에 의해 제조될 수 있다. 하나의 양태에서, 바람직한 분해 베이스는 초기 이온 교환 용량을 기초로 하여 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 금속 양이온이 부족한 것들이다. 또다른 양태에서, 바람직하고 안정한 부류의 제올라이트는 이온 교환 용량의 20% 이상이 수소 이온에 의해 포화되어 있는 것들이다.
수소화 성분으로서 본 발명의 바람직한 수소화분해 촉매에 사용된 활성 금속은 VIII족의 것들, 즉 철, 코발트, 니켈, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐 및 백금이다. 이들 금속 이외에도, VI족의 금속, 예를 들면 몰리브덴 및 텅스텐을 비롯한 다른 조촉매가 또한 그 활성 금속과의 조합으로 사용될 수 있다. 촉매내 수소화 금속의 양은 폭 넓은 범위 내에서 다양할 수 있다. 일반적으로 말하자면, 0.05 중량% 내지 30 중량%의 임의의 양이 사용될 수 있다. 귀금속의 경우, 보통 0.05 내지 2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
수소화 금속을 혼입하는 방법은 베이스 물질을 원하는 금속의 적합한 화합물의 수용액과 접촉시키는 것이며, 여기서 금속은 양이온 형태로 존재한다. 선택된 수소화 금속 또는 금속들을 첨가하는 것을 수행한 후에, 결과로 생성된 촉매 분말은 여과되며, 건조되고, 필요한 경우 활택제, 결합제 등의 첨가에 의한 펠릿화되며, 그리고 촉매를 활성화하고 암모늄 이온을 분해하기 위해서 371℃ 내지 648℃(700℉ 내지 1200℉)의 온도에서 공기 중에 하소 처리된다. 대안으로는, 베이스 성분이 먼저 펠릿화될 수 있고, 이어서 수소화 성분이 첨가되고, 하소 처리에 의해 활성화된다.
전술한 촉매는 미희석된 형태로 사용될 수 있거나, 또는 분말화된 촉매는 5 내지 90 중량%의 범위인 비율로 존재하는 다른 비교적 덜 활성인 촉매, 희석제 또는 결합제, 예컨대 알루미나, 실리카 겔, 실리카-알루미나 코겔, 활성 점토 등과 혼합되어 공동 펠릿화될 수 있다(copelleted). 이러한 희석제는 그 자체로 사용될 수 있거나, 또는 소수 비율의 첨가된 수소화 금속, 예컨대 VIB족 및/또는 VIII족 금속을 함유할 수 있다. 추가의 금속 조촉매화된 수소화분해 촉매는 또한 예를 들면 알루미노포스페이트 분자체, 결정질 크로모실리케이트 및 다른 결정질 실리케이트를 포함하는 것으로서 본 발명의 공정에서도 이용될 수 있다. 결정질 크로모실리케이트는 미국 특허 제4,363,718호에 보다 충분히 기술되어 있다.
하나의 접근법에 의하면, 수소화분해 조건은 290℃(550℉) 내지 468℃(875℉), 바람직하게는 343℃(650℉) 내지 435℃(815℉)의 온도, 4.8 MPa(700 psig) 내지 20.7 Mpa(3000 psig)의 압력, 1.0 내지 2.5 hr-1의 액체 시간당 공간 속도(LHSV), 및 421 Nm3/m3 오일(2,500 scf/bbl) 내지 2,527 Nm3/m3 오일(15,000 scf/bbl)의 수소 속도를 포함할 수 있다. 마일드 수소화분해가 필요한 경우, 조건은 315℃(600℉) 내지 441℃(825℉)의 온도, 5.5 MPa(게이지)(800 psig) 내지 13.8 Mpa(게이지)(2000 psig), 또는 보다 전형적으로 6.9 MPa(게이지)(1000 psig) 내지 11.0 Mpa(게이지)(1600 psig)의 압력, 0.5 내지 2 hr-1, 바람직하게는 0.7 내지 1.5 hr-1의 액체 시간당 공간 속도(LHSV), 및 421 Nm3/m3 오일(2,500 scf/bbl) 내지 1,685 Nm3/m3 오일(10,000 scf/bbl)의 수소 속도를 포함할 수 있다.
바람직하게는 수소화분해 유출물인 수소화공정 유출물은 수소화분해 반응기(46)로부터 배출되고 수소화공정 유출물 라인(48)으로 수송된다. 그 수소화분해 유출물 스트림은 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해되는 제1 탄화수소 공급물 스트림을 포함하는 것이 바람직하다. 수소화공정 유출물 라인(48) 내의 수소화분해 유출물은 라인(42) 내의 제1 수소화공정 공급물 스트림과 열 교환될 수 있고, 임의의 실시양태에서는 저온 분리기(50)에 진입하기 전에 냉각될 수 있다. 이 저온 분리기(50)는 수소화분해 반응기(46)와 하류 연통한다. 저온 분리기(50)는 46℃ 내지 63℃(115℉ 내지 145℉)에서 그리고 오버헤드에서 수소 및 라이트 가스 그리고 보통 바텀에서 액체 탄화수소를 유지하는 압력 강하를 설명하는 수소화공정 반응기(46)의 압력 바로 아래에서 작동될 수 있다. 저온 분리기(50)는 수소화분해 유출물일 수 있는 수소화공정 유출물을 분리하여, 오버헤드 라인(52) 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림일 수 있는 증기 수소화공정 유출물 스트림과 바텀 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림일 수 있는 액체 수소화공정 유출물 스트림을 제공한다. 바텀 라인이 수소화분해 유출물일 수 있는 수소화공정 유출물의 적어도 일부를 운반하기 때문에, 그것은 수소화분해 유출물 라인(48)일 수 있는 수소화공정 유출물 라인인 것으로 간주된다. 저온 분리기는 또한 라인(56)에서 수성 상을 수집하기 위한 부트를 갖는다. 저온 분리기(50)는 오버헤드 라인(52)으로 수소화공정 반응기(46)로 재순환하기 위한 수소화공정 유출물 라인(48) 내의 수소화공정 유출물로부터 수소를 분리하는 작용을 한다.
오버헤드 라인(52) 내의 증기 수소화분해 유출물 스트림은 재순환 압축기(60)에서 압축될 수 있어서 증기 수소화분해 유출물 스트림일 수 있는 압축된 증기 수소화공정 유출물 스트림인 라인(36) 내의 제1 재순환 수소 스트림을 제공하게 된다. 압축 전에, 그 가스는 황화수소와 같은 불순물을 제거하기 위해서 스크러빙 처리될 수 있지만, 이는 도 1에 도시되어 있지 않다. 재순환 압축기(60)는 수소화분해 반응기(46)와 하류 연통할 수 있다. 결국, 제1 순환 압축기(60)는 저온 분리기(50)의 오버헤드 라인(52)과 하류 연통한다.
임의의 실시양태에서, 라인(36) 내의 제1 재순환 수소 스트림은 재순환 압축기(60)의 하류에 있는 라인(34) 내의 제2 압축된 메이크-업 수소 스트림과 연결할 수 있다. 그러나, 라인(36) 내의 재순환 수소 스트림의 압력이 메이크-업 수소 라인(20) 상에 보다 많은 압축기를 추가하는 일 없이 메이크-업 수소 스트림을 허용하기에 너무 큰 경우, 그 메이크-업 수소 스트림은 재순환 압축기(60)의 상류에 있는 오버헤드 라인(52) 내의 증기 수소화분해 유출물 스트림에 첨가될 수 있다. 그러나, 이는 보다 큰 일회 처리량 때문에 재순환 압축기(60)에 대한 듀티(duty)를 증가시키게 된다.
라인(36) 내의 제1 재순환 수소 스트림은 라인(34) 내의 제2 압축된 메이크-업 수소 스트림과 조합될 수 있어서 제1 수소 라인(38) 내의 제1 수소 스트림을 제공하게 된다. 결국, 제1 수소 라인(38)은 저온 분리기(50)의 오버헤드 라인(52)과 하류 소통한다.
수소화공정 유출물 라인(48) 내의 수소화분해 유출물 스트림의 적어도 일부는 수소화분해 반응기(46)와 하류 연통하는 분별 섹션(16)에서 분별될 수 있다. 임의의 양태에서, 바텀 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림은 분별 섹션(16)에서 분별될 수 있다. 저온 분리기에서 분리는 본 명세서에서 분별로서 간주되지 않는다.
추가의 양태에서, 분별 섹션(16)은 저온 플래시 드럼(54)을 포함할 수 있다. 저온 플래시 드럼은 액체 수소화공정 유출물을 증기 분획과 액체 분획으로 분리하는 임의의 분리기일 수 있다. 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림은 가온 오버헤드 라인(102)으로부터의 증기 수소화처리 유출물 스트림과 혼합되어 결합 라인(combine line)(58)으로 수송될 수 있어서 저온 플래시 드럼(64)에서 플래싱 처리된다. 이러한 양태에서, 바텀 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물은 가온 오버헤드 라인(102)에 의해 연결된다. 저온 플래시 드럼은 결합 라인(58)을 통해 저온 분리기(50)의 바텀 라인(54)과 하류 연통할 수 있다. 저온 플래시 드럼은 저온 분리기(50)와 동일 온도에서 작동할 수 있지만, 전형적으로 2.1 MPa(게이지)(300 psig) 내지 7.0 Mpa(게이지)(1000 psig), 바람직하게는 4.1 MPa(게이지)(600 psig) 내지 5.5 Mpa(게이지)(800 psig)의 보다 낮은 압력에서 작동할 수 있다. 이 보다 낮은 압력에서의 저온 플래시 드럼은 증기 수소화처리 유출물 라인(102) 내의 보다 낮은 압력의 증기 수소화처리 유출물을 허용하는 것을 가능하게 한다.
저온 플래시 드럼은 가온 분리기(100)의 오버헤드 라인(102)과 하류 연통할 수 있다. 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림은 바텀 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림과는 별도로 저온 플래시 드럼(64)으로 도입되어 그 저온 플래시 드럼(64)에서 혼합될 수 있다. 저온 플래시 드럼(64)에서 플래싱 처리(flashing)는 액체 수소화분해 유출물 스트림 및 증기 수소화처리 유출물 스트림을 플래싱 처리하는 것으로부터 저온 플래시 오버헤드 라인(66) 내의 저온 플래시 증기 스트림 및 저온 플래시 바텀 라인(68) 내의 저온 플래시 액체 스트림을 생성한다. 저온 분리기의 부트로부터의 라인(56) 내의 수성 스트림은 또한 저온 플래시 드럼(64)으로 진행될 수도 있다. 플래시 수성 스트림은 저온 플래시 드럼(64) 내의 부트로부터 라인(65)으로 제거된다. 플래시 바텀 라인(68) 내의 저온 플래시 액체 스트림은 분별 섹션(16)에서 추가 분별될 수 있다.
분별 섹션(16)은 스트립핑 컬럼(70) 및 분별 컬럼(80)을 포함할 수 있다. 플래시 바텀 라인(68) 내의 저온 플래시 액체 스트림은 가열되어 스트립핑 컬럼(70)으로 공급될 수 있다. 액체 수소화분해 유출물의 적어도 일부를 포함하는 저온 플래시 액체 스트림 및 증기 수소화처리 유출물은 라인(72)으로부터의 스팀에 의해 스트립핑 처리될 수 있어서 오버헤드 라인(74) 내의 수소, 황화수소, 스팀 및 다른 기체로 된 경질 최종 스트림(light ends stream)을 제공하게 된다. 그 경질 최종 스트림의 일부가 스트립퍼 컬럼(70)으로 응축 및 환류될 수 있다. 스트립핑 컬럼(70)은 232℃(450℉) 내지 288℃(550℉)의 바텀 온도 및 690 kPa(게이지)(100 psig) 내지 1034 kPa(게이지)(150 psig)의 오버헤드 압력에 의해 작동될 수 있다. 라인(76) 내의 수소화분해된 바텀 스트림은 연소식 가열기에서 가열되어 분별 컬럼(80)으로 공급될 수 있다. 결국, 분별 컬럼(80)은 저온 플래시 드럼(64)의 플래시 바텀 라인(68)과 하류 연통한다.
분별 컬럼(80)은 또한 수소화분해된 바텀 생성물을 라인(82)으로부터의 스팀으로 스트립핑 처리할 수 있어서 라인(84) 내의 오버헤드 나프타 스트림, 사이드 유분으로부터의 라인(86) 내에 운반된 디젤 스트림 및 추가 공정, 예컨대 FCC 유닛에 적합할 수 있는 라인(88) 내의 미전환된 오일 스트림을 제공하게 된다. 라인(84) 내의 오버헤드 나프타 스트림은 가솔린 풀에서 블렌딩하기 전에 추가 공정을 필요로 할 수 있다. 그것은 보통 옥탄가를 개선하기 위해서 접촉 개질(catalytic reforming)을 필요로 한다. 그 개질 촉매는 종종 오버헤드 나프타가 개질 전에 나프타 수소화처리기에서 추가 탈황되는 것을 필요로 한다. 임의의 양태에서, 수소화분해된 나프타는 통합된 수소화처리기(96)에서 탈황화될 수 있다. 또한, 도시되어 있지 않은 추가의 사이드 유분은 디젤 라인(86) 내에 수용된 중질 디젤 스트림 위에서 수용된 별도의 경질 디젤 또는 등유 스트림을 제공하는데 이용되는 것으로 고려되기도 한다. 결국, 수소화공정 유출물 라인(48) 내의 수소화분해 유출물 스트림일 수 있는 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부는 분별될 수 있어서 디젤 라인(86) 내의 디젤 스트림을 제공하게 된다. 제2 탄화수소 공급물 스트림이 디젤 라인(86) 내의 디젤 스트림에 의해 제공될 수 있다.
라인(84) 내의 오버헤드 나프타 스트림의 일부는 응축되어 분별 컬럼(80)으로 환류될 수 있다. 이 분별 컬럼(80)은 288℃(550℉) 내지 385℃(725℉), 바람직하게는 은 315℃(600℉) 내지 357℃(675℉)의 바텀 온도에 의해 그리고 대기압 또는 대기압 부근에서 작동될 수 있다. 수소화분해된 바텀 생성물의 일부는 스팀 스트립핑을 이용하는 것 대신에 재비등되어 분별 컬럼(80)으로 복귀될 수 있다.
라인(86) 내의 디젤 스트림은 황 함량이 감소되지만, 황 50 wppm 미만인 저 황 디젤(LSD) 규격, 황 10 wppm 미만인 ULSD 규격 또는 다른 규격을 충족할 수 없다. 이에 따라, 그것은 이들 규격을 충족하도록 디젤 수소화처리 유닛(14)에서 추가 피니싱 처리될 수 있다.
저온 플래시 오버헤드 라인(66) 내의 수소를 포함하는 저온 플래시 증기 스트림은 수소화처리 섹션(14)에 수소화처리 수소 요건을 제공할 수 있다. 제2 재순환 압축기(90)는, 저온 플래시 드럼(64)의 플래시 오버헤드 라인(66), 및 라인(31) 내의 제1 압축된 메이크-업 수소 스트림 및/또는 제3 메이크-업 수소 스트림의 제2 부분을 운반하는 제2 스플릿 라인(30)과, 이들 스트림 중 1개, 2개 또는 모두를 압축하여 제2 수소 라인(92) 내의 제2 수소 스트림을 제공하기 위해서, 하류 연통할 수 있다. 또한, 제2 스플릿 라인(30) 내의 제1 압축된 메이크-업 수소 스트림 및/또는 라인(31) 내의 제3 메이크-업 수소 스트림의 제2 부분은 제22 재순환 압축기(90)의 하류에 있는 저온 플래시 오버헤드 라인(66)에 연결되는 것으로 고려되기도 한다. 제2 수소 라인(92)은 보충적인 수소 라인(31)과 하류 연통할 수 있다. 압축 전에, 플래시 오버헤드 라인(66) 내의 플래시 증기 스트림은 황화수소와 같은 불순물을 제거하도록 스크러빙 처리될 수 있지만, 이는 도 1에 도시되어 있지 않다.
제2 수소 라인(92) 내의 제2 수소 스트림은 라인(86) 내의 제2 탄화수소 공급물 스트림과 연결할 수 있어서 수소화처리 공급물 스트림(94)을 제공하게 된다. 라인(86) 내의 디젤 스트림은 또한 도시되어 있지 않은 보조 공급물과 혼합될 수도 있다. 대안으로, 제2 탄화수소 공급물 스트림은 라인(86) 내의 디젤 스트림 대신에 독립적인 탄화수소 공급물 스트림에 의해 제공될 수 있다. 수소화처리 공급물 스트림(94)은 수소화처리 유출물 라인(98) 내의 수소화처리 유출물에 의해 열 교환될 수 있고, 추가로 연소식 가열기에서 가열될 수 있으며, 수소화처리 반응기(96)로 진행될 수 있다. 결국, 수소화처리 반응기는 분별 섹션(16), 저온 플래시 드럼의 플래시 오버헤드 라인(66) 및 수소화분해 반응기(46)와 하류 연통할 수 있다. 사실, 수소화처리 반응기는 제2 스플릿 라인(30), 제2 수소 라인(92) 및 제2 탄화수소 공급물 라인(86)과 하류 연통할 수 있다. 수소화처리 반응기(96)에서, 디젤 스트림일 수 있는 제2 탄화수소 스트림은 수소화처리 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 수소화처리되어 수소화처리 유출물 라인(98) 내의 수소화처리 유출물 스트림을 제공하게 된다.
수소화처리 반응기(96)는 하나 이상의 용기 및 복수 촉매 층을 포함할 수 있다. 도 1에서 수소화처리 반응기(96)는 하나의 반응기 용기 내에 2개의 층을 갖는다. 수소화처리 반응기(96)에서, 헤테로원자를 지닌 탄화수소가 추가로 탈금속화, 탈황화 및 탈질소화된다. 수소화처리 반응기는 또한 방향족 포화, 수소화탈납화(hydrodewaxing), 및 수소화이성질화에 적합한 수소화처리 촉매를 함유할 수도 있다.
수소화분해 반응기(46)가 마일드 수소화분해 반응기로서 작동되는 경우, 그 수소화분해 반응기는 디젤 비등 범위 위에서 비등하는 공급물 20-60 부피%까지 디젤 비등 범위에서 비등하는 생성물로 전환시키도록 작동될 수 있다. 결국, 수소화처리 반응기(96)는 매우 낮은 전환율을 가져야 하고 마일드 수소화분해 반응기(46)와 통합되는 경우 ULSD에 대한 품질과 같은 연료 규격을 충족하도록 탈황화에 주로 유용하다.
수소화처리는 수소가 탄화수소 공급원료로부터 헤테로원자, 예컨대 황, 질소 및 금속을 제거하는 것에 주요 활성을 갖는 적합한 촉매의 존재 하에 탄화수소와 접촉하게 되는 공정이다. 수소화처리에서, 이중 결합 및 삼중 결합을 지닌 탄화수소가 포화될 수 있다. 방향족이 또한 포화될 수 있다. 일부 수소화처리 공정은 방향족을 포화하도록 특수하게 설계된다. 수소화처리된 생성물의 담점이 또한 감소될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 수소화처리 촉매는 임의의 공지된 통상적인 수소화처리 촉매이고, 고 표면적 지지체 물질, 바람직하게는 알루미나 상의 하나 이상의 VIII족 금속, 바람직하게는 철, 코발트 및 니켈, 보다 바람직하게는 코발트 및/또는 니켈 및 하나 이상의 VI족 금속, 바람직하게는 몰리브덴 및 텅스텐으로 구성되는 것들을 포함한다. 다른 적합한 수소화처리 촉매는 제올라이트 촉매 뿐만 아니라 귀금속 촉매를 포함하고, 여기서 귀금속은 팔라듐 및 백금으로부터 선택된다. 하나 이상 유형의 수소화처리 촉매가 동일 수소화처리 반응기(96)에서 사용되는 것은 본 발명의 영역 내에 속한다. VIII족 금속은 전형적으로 2 내지 20 중량%, 바람직하게는 4 내지 12 중량%의 범위에 있는 양으로 존재한다. VI족 금속은 전형적으로 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 2 내지 25 중량%의 범위에 있는 양으로 존재한다.
바람직한 수소화처리 반응 조건은 디젤 공급원료의 경우 수소화처리 촉매 또는 수소화처리 촉매들의 조합과 함께 290℃(550℉) 내지 455℃(850℉), 적합하게는 310℃(600℉) 내지 427℃(800℉), 바람직하게는 343℃(650℉) 내지 399℃(750℉)의 온도, 2.1 MPa(300 psig), 바람직하게는 4.1 MPa(600 psig) 내지 6.9 MPa(300 psig)의 압력, 0.5 hr-1 내지 4 hr-1, 바람직하게는 1.5 hr-1 내지 3.5 hr-1,의 새로운 공급료의 액체 시간당 공간 속도 및 168 내지 1,011 Nm3/m3 오일(1,000~6,000 scf/bbl), 바람직하게는 168 내지 674 Nm3/m3 오일(1,000~4,000 scf/bbl)의 수소 속도를 포함한다.
수소화처리 유출물 라인(98) 내의 수소화처리 유출물 스트림은 라인(94) 내의 수소화처리 공급물 스트림에 의해 열 교환될 수 있다. 수소화처리 유출물 라인(98) 내의 수소화처리 유출물 스트림은 수소화처리 반응기(96)와 하류 연통하는 가온 분리기(100)에서 분리될 수 있다. 이 가온 분리기(100)는 가온 오버헤드 라인(102) 내의 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림 및 가온 바텀 라인(104) 내의 액체 수소화처리 유출물 스트림을 제공한다. 가온 오버헤드 라인(102) 내의 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림은 수소화공정 유출물 라인(48)으로 수송되는 수소화분해 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합될 수 있다.
이 혼합은 냉각 및 저온 분리기(50) 내로의 수소화분해 유출물의 진입 전에 수행될 수 있다. 이러한 경우, 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림은 저온 분리기(50)에서 분리된다. 이 실시양태의 상세한 설명은 미국 출원 제13/076,608호 및 제13/076,631호에 제공되어 있으며, 그 출원에 제공된 바와 같은 그러한 상세한 설명은 본 명세서에 참고 인용되어 있다.
그러나, 그 혼합은 저온 분리기(50)의 하류에서, 바람직하게는 저온 분리기 바텀 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물에 의해 수행되어야 하는 것이 바람직하다. 이 양태에서, 저온 분리기(50)의 바텀 라인(54)은 가온 분리기(100)의 가온 오버헤드 라인(102)에 의해 연결되고 그 라인(102)과 하류 연통한다. 또한, 그 혼합은 저온 플래시 드럼(64)에서 수행될 수 있는 것으로 고려되기도 한다. 저온 플래시 드럼(64)은 가온 오버헤드 라인(102)을 통해 가온 분리기와 하류 연통하고 바텀 라인(54)을 통해 저온 분리기(50)와 하류 연통한다. 결국, 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림은 수소화공정 유출물 라인(48) 내의 수소화분해 유출물 스트림일 수 있는 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합된다.
그 가온 분리기(100)는 적합하게는 121℃(250℉) 내지 316℃(600℉)의 온도에서, 바람직하게는 149℃(300℉) 내지 260℃(500℉)의 온도에서 작동될 수 있다. 가온 분리기(100)의 압력은 압력 강하를 설명하는 수소화처리 반응기(96)의 압력 바로 아래에 있다. 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기는 이의 압력이 작동하는 수소화공정 압력으로부터 그리고 저온 분리기 압력으로부터 수소화처리 압력 및 가온 분리기 압력과 동등할 정도로 감소되기 때문에 바텀 라인(54) 또는 저온 플래시 드럼(64)으로 진입할 수 있다.
가온 분리기는 가온 바텀 라인(104) 내의 액체 스트림에서 90 중량% 이상의 디젤, 바람직하게는 93 중량% 이상의 디젤을 얻도록 작동될 수 있다. 다른 탄화수소 및 가스 모두는 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림으로 올라가고, 이 증기 수소화처리 유출물 스트림은 바텀 라인(54) 내의 액체 수소화분해 유출물과 연결하며, 함께 가열한 후에 저온 플래시 드럼(64)에 진입함으로써 처리될 수 있다. 결국, 저온 플래시 드럼(64) 및 이로 인하여 제2 재순환 압축기(90)는 가온 분리기(100)의 가온 오버헤드 라인(102)과 하류 연통한다.
가온 플래시 오버헤드 스트림 내의 수소는 아마도 바텀 라인(54)을 통해 자온 플래시 드럼에 진입하게 되고 플래시 오버헤드 라인(66) 내의 저온 플래시 증기 스트림으로 플래싱 처리되고, 이 저온 플래시 증기 스트림은 제2 수소 라인(92)의 적어도 일부로서 재순환되어 수소화처리 반응기(96)로 공급될 수 있다. 이런 이유로, 제2 수소 라인(92)은 저온 플래시 오버헤드 라인(66)과 하류 연통한다.
저온 플래시 드럼(64)은 수소화처리 반응기(96)로 재순환하기 위해 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물로부터 수소를 분리하는 작용을 한다. 플래시 오버헤드 라인(66) 내의 저온 플래시 증기 스트림은 제2 재순환 압축기(90)에서 압축을 수행하기 전에 황화수소와 같은 불술물을 제거하도록 스크러빙 처리될 수 있지만, 이는 필수적인 것이 아닐 수 있다. 그 재순환 압축기(90)는 상기 저온 플래시 증기 오버헤드 라인(66)과 하류 연통한다. 따라서, 수소화분해 섹션(12) 및 수소화처리 섹션(14)의 재순환 기체 루프는 별도의 재순환 압축기(60 및 90)를 각각 이용한다.
가온 바텀 라인(104) 내의 액체 수소화처리 유출물 스트림의 적어도 일부는 수소화처리 스트립퍼(110)와 같은 분별 컬럼에서 분별될 수 있다. 그 분별 컬럼(110)은 가온 분리기(100)의 가온 바텀 라인(104)과 하류 연통할 수 있다. 가온 바텀 라인(104) 내의 가온 분리기 액체 스트림은 가열되어 스트립퍼 컬럼(110)으로 공급될 수 있다. 가온 분리기 액체는 스트립퍼 컬럼(110)에서 라인(112)으로부터의 스팀에 의해 스트립핑 처리될 수 있어서 오버헤드 라인(114) 내의 나프타 및 경질 최종 스트림을 제공하게 된다. LSD로서 품질을 부여하는 황 50 wppm 미만, 바람직하게는 ULSD로서 품질을 부여하는 황 10 wppm 미만을 포함하는 생성물 디젤 스트림이 바텀 라인(116)에서 얻어진다. 스트립퍼 컬럼(110)은 스트립핑 스팀을 사용하는 것 대신에 재비등기를 사용하는 분별 컬럼으로서 작동될 수 있다.
디젤보다 경질인 대부분 탄화수소를 거부하기 위해서 상승된 온도에서 가온 분리기(100)를 작동시킴으로써, 수소화처리 스트립핑 컬럼(110)은, 이것이 보다 경질인 성분으로부터 나프타를 분리하는 것에 의존하지 않기 때문에 그리고 디젤로부터 분리하는 나프타가 매우 미량이기 때문에, 보다 간단하게 작동될 수 있다. 더구나, 가온 분리기(110)는 수소화분해 반응기(46)와 함께 저온 플래시 드럼(64)을 공유하는 것을 가능하게 하고 스트립퍼 컬럼(110)에서 분별하기에 유용한 열은 수소화처리 액체 유출물 내에 보유된다.
도 2는 수소화공정 유출물 라인(48') 내의 수소화분해 유출물을 초기에 분리하는 고온 분리기(120)를 이용하는 공정 및 장치(8')의 실시양태를 예시한 것이다. 도 2에서 다수의 부재는 도 1에서와 같은 동일한 구성을 가지며 동일한 참조 번호를 갖는다. 도 1에서의 부재에 상응하지만 상이한 구성을 갖는 도 2에서의 부재는 도1에서와 같은 동일한 참조 번호를 갖지만 프라임 기호(')로 표시된다.
수소화공정 섹션(12')에서 고온 분리기(120)는 수소화공정 반응기(46)와 하류 연통하고 고온 오버헤드 라인(122) 내의 증기 탄화수소 스트림 및 고온 바텀 라인(124) 내의 액체 탄화수소 스트림을 제공한다. 그 고온 분리기(120)는 177℃(350℉) 내지 343℃(650℉)에서 작동하고, 바람직하게는 232℃(450℉) 내지 288℃(550℉)에서 작동한다. 고온 분리기는 압력 강하를 설명하는 수소화공정 반응기(46)보다 약간 더 낮은 압력에서 작동될 수 있다. 고온 오버헤드 라인(122) 내의 증기 탄화수소 스트림은 수소화처리 섹션(14)으로부터의 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림에 의해 연결되어 혼합될 수 있고, 배열이 도시되어 있는 않은 고온 오버헤드 라인(122)으로 수송될 수 있다. 바람직하게는, 고온 오버헤드 라인(122) 내의 증기 탄화수소 스트림은 또다른 스트림과 연결하는 일 없이 저온 분리기(50')에 진입하기 전에 냉각될 수 있다. 결국, 증기 탄화수소 스트림은, 저온 분리기(50')에서 분리될 수 있어서 오버헤드 라인(52) 내의 수소를 포함하는 증기 수소화공정 유출물 및 바텀 라인(54') 내의 액체 수소화공정 유출물을 제공하게 되고, 도 1에 대하여 앞서 기술된 바와 같이 공정 처리된다. 그러므로, 저온 분리기(50')는 고온 분리기(120)의 고온 오버헤드 라인(122)과 하류 연통한다.
고온 바텀 라인(124) 내의 액체 탄화수소 스트림은 분별 섹션(12')에서 분별될 수 있다. 임의의 양태에서, 고온 바텀 라인(124) 내의 액체 탄화수소 스트림의 적어도 일부는 수소화처리 섹션(14)으로부터의 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림에 의해 연결되어 함께 혼합될 수 있지만, 이 실시양태는 도시되어 있지 않다. 임의의 양태에서, 고온 바텀 라인(124)으로 수송되는 가온 오버헤드 라인(102)으로부터의 증기 수소화처리 유출물 스트림의 유무 하에 액체 탄화수소 스트림은 고온 플래시 드럼(130)에서 플래싱 처리될 수 있어서 오버헤드 라인(132) 내의 경질 최종 스트림 및 바텀 라인(134) 내의 중질 액체 스트림을 제공하게 된다. 고온 플래시 드럼(130)은 고온 분리기(120)와 동일한 온도에서, 하지만 2.1 MPa(게이지)(300 psig) 내지 6.9 MPa(게이지)(1000 psig)의 보다 낮은 압력에서 작동될 수 있다. 바텀 라인(134) 내의 중질 액체 스트림은 분별 섹션(16')에서 추가 분별될 수 있다. 임의의 양태에서, 바텀 라인(134) 내의 중질 액체 스트림은 플래시 바텀 라인(68) 내의 저온 플래시 액체 스트림의 공급 지점보다 더 낮은 고도에서 스트립핑 컬럼(70') 내로 도입될 수 있다.
도 2에 도시된 임의의 양태에서, 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림은 오버헤드 라인(132) 내의 경질 최종 스트림과 연결되어 혼합되고 결합된 오버헤드 라인(136)으로 수송된다. 경질 최종 스트림과 증기 수소화처리 유출물의 혼합물은 냉각되어 바텀 라인(54') 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림에 연결될 수 있다. 결합된 라인(58') 내의 연결된 스트림은 아마도 제일 먼저 저온 플래시 드럼(64)에서 분리를 수행함으로써 분별 컬럼(16')에 진입할 수 있다. 또한, 가온 오버헤드 라인(102) 내의 증기 수소화처리 유출물 스트림은 상류 혼합 없이 라인(54')에 연결되거나 저온 플래시 드럼에 진입하지만, 바람직하게는 라인(136) 상에서 냉각기의 상류에 있는 오버헤드 라인(132) 내의 경질 최종 스트림과 연결하는 것은 분리를 향상시키는 냉각 가능성을 제공한다.
도 2에서 실시양태의 나머지 부분은 앞서 명기된 예외사항을 지니고 도 1에 대하여 설명된 바와 동일할 수 있다.
본 발명을 실시하기 위한 본 발명자들에게 가장 최선의 양태를 비롯한 본 발명의 바람직한 실시양태들은 본 명세서에서 기술되어 있다. 예시된 실시양태들은 단지 예시적일 뿐 본 발명의 영역을 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다.
보다 추가적인 상세한 설명 없이도, 해당 기술 분야의 당업자라면, 선행하는 설명을 이용하여 본 발명을 최대한의 정도로 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 그러므로, 선행하는 바람직한 특정 실시양태들은 단지 예시적일 뿐, 어떠한 방식으로도 개시내용의 나머지를 제한하는 것으로 결코 해석되어서는 안된다.
전술한 내용에서, 달리 특별히 지시되어 있지 않는 한, 모든 온도는 섭씨 온도로 설정되고, 모든 부 및 백분율은 증량을 기준으로 한다. 압력은 용기 유출구에서, 특히 복수의 유출구를 지닌 용기에서 증기 유출구에서 주어진 것이다.
전술한 설명으로부터, 해당 기술 분야의 당업라자면, 본 발명의 필수적인 특징을 용이하게 확인할 수 있고, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나는 일 없이, 본 발명의 변경예 및 변형예를 다양한 용법 또는 조건에 채택하는 것을 가능하게 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 탄화수소를 수소화공정(hydroprocessing)으로 처리하는 방법으로서,
    제1 수소 스트림 및 수소화공정 촉매의 존재 하에 제1 탄화수소 스트림을 수소화공정으로 처리하여 수소화공정 유출물 스트림을 생성하는 단계,
    제2 수소 스트림 및 수소화처리 촉매의 존재 하에 제2 탄화수소 스트림을 수소화처리(hydrotreating)하여 수소화처리 유출물 스트림을 생성하는 단계,
    상기 수소화처리 유출물 스트림의 적어도 일부를 상기 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합하여 혼합물을 제공하는 단계, 및
    상기 혼합물의 적어도 일부를 분별(factionating)하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    수소화처리 유출물 스트림을 149℃ 내지 260℃(300℉ 내지 500℉)의 온도에서 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리하는 단계, 및
    상기 증기 수소화처리 유출물 스트림을 상기 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부와 혼합하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 탄화수소 스트림을 수소화분해(hydrocracking) 촉매의 존재 하에 수소화분해하여 상기 수소화공정 유출물 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    수소화처리 유출물 스트림을, 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 액체 수소화처리 유출물 스트림을 분리하는 단계,
    상기 증기 수소화처리 유출물 스트림을 액체 수소화분해 유출물 스트림과 혼합하는 단계, 및
    증기 수소화처리 유출물 스트림을 플래싱 처리하여(flashing) 저온 플래시 증기 스트림과 저온 플래시 액체 스트림을 얻고, 저온 플래시 액체 스트림을 분별 섹션 내의 분별 컬럼에서 분별하며, 상기 수소를 포함하는 저온 플래시 증기 스트림을 상기 수소화처리 반응기에 공급하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수소화공정 유출물 스트림의 적어도 일부를 분별하여 상기 제2 탄화수소 스트림을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 수소화처리 유출물 스트림을, 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리하고, 액체 수소화처리 유출물 스트림의 적어도 일부를 분별하여 저 황 디젤 스트림을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  7. 탄화수소를 수소화공정으로 처리하기 위한 장치로서,
    탄화수소 스트림을 수소화분해 유출물 라인으로 수송되는 보다 낮은 비등 탄화수소로 수소화분해하기 위한, 제1 수소 라인 및 제1 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화분해 반응기,
    디젤 스트림을 수소화처리하여 수소화처리 유출물 라인 내의 수소화처리 유출물을 생성하기 위한, 제2 수소 라인 및 제2 탄화수소 공급물 라인과 연통하는 수소화처리 반응기,
    상기 수소화분해 유출물 라인과 연통하는 상기 수소화처리 유출물 라인, 및
    상기 수소화처리 유출물 라인 및 상기 수소화분해 유출물 라인과 연통하는 분별 섹션
    을 포함하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화분해 유출물 스트림과 바텀 라인 내의 액체 수소화분해 유출물 스트림을 제공하기 위한, 수소화분해 반응기와 연통하는 저온 분리기(cold separator), 및
    수소화처리 유출물 스트림을, 가온 오버헤드 라인 내의 수소를 포함하는 증기 수소화처리 유출물 스트림과 가온 바텀 라인 내의 액체 수소화처리 유출물 스트림으로 분리하기 위한, 수소화처리 반응기와 연통하는 가온 분리기(warm separator)로서, 저온 분리기의 바텀 라인은 가온 분리기의 가온 오버헤드 라인과 연결되는 것인 가온 분리기
    를 추가로 포함하는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 수소화분해 유출물 스트림을 분별하기 위한, 수소화분해 반응기와 연통하는 분별 섹션, 및 이 분별 섹션에 의해 생성된 상기 디젤 스트림을 운반하기 위한, 상기 제2 탄화수소 공급물 라인인 디젤 라인을 추가로 포함하는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 액체 수소화처리 유출물 스트림의 적어도 일부를 분별하여 저 황 디젤 스트림을 제공하기 위한, 가온 분리기의 가온 바텀 라인과 연통하는 분별 컬럼을 추가로 포함하는 장치.
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