KR20150120961A - 에뷸레이트 베드 잔사유 수첨분해 공정 내에서의 아스팔텐성 피치의 전환 - Google Patents

에뷸레이트 베드 잔사유 수첨분해 공정 내에서의 아스팔텐성 피치의 전환 Download PDF

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Abstract

탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 공정이 제공되되, 상기 공정은 피치, 수소, 및 수첨분해 반응기로부터 회수된 부분적으로 사용한 촉매를 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급하는 단계; 상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에서 상기 피치, 수소 및 촉매를 접촉시키는 단계; 및 상기 촉매로부터 상기 탄화수소 증류액을 분리하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 상기 공정은 침전물이 과도하게 그리고 연속적인 운영에 방해될 만큼 형성되지 않도록 하는 수준 또는 그 수준 이하가 되도록 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기의 반응 조건들을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

에뷸레이트 베드 잔사유 수첨분해 공정 내에서의 아스팔텐성 피치의 전환{CONVERSION OF ASPHALTENIC PITCH WITHIN AN EBULLATED BED RESIDUUM HYDROCRACKING PROCESS}
본원에 개시된 실시형태들은 일반적으로 아스팔텐성 피치와 같은 석유 공급 원료들을 개선하기 위한 공정들에 관한 것이다.
수첨분해 공정들은 전형적으로 중질 원유에 존재하는 잔사유과 같은 고비점 물질을 더욱 가치 있는 저비점 물질로 전환함으로써 이들 고비점 물질을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 수첨분해 반응기에 공급된 잔류 공급물의 적어도 일부분은 수첨분해 반응 산물로 전환될 수 있다. 미반응 잔사유은 수첨분해 공정으로부터 회수될 수 있고, 전체 잔사유 전환을 증가시키기 위해 제거되거나 수첨분해 반응기에서 다시 재순환될 수 있다.
수첨분해 반응기에서의 잔사유 전환은 공급 원료 조성물; 사용된 반응기의 유형; 온도 및 압력 조건들을 포함한 반응 가혹도(reaction severity); 반응기 공간 속도; 및 촉매 유형 및 성능을 포함하는 다양한 인자에 결정될 수 있다. 특히, 상기 반응 가혹도는 상기 전환을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나 반응 가혹도가 증가함에 따라 수첨분해 반응기 내부에서는 부반응들이 발생하여 아스팔텐성 피치와 같은 부산물뿐만 아니라 코크스 전구체, 침전물 및 기타 퇴적물의 형태로 다양한 부산물을 생산할 수 있다.
다양한 공정에 사용되는 하나의 유형의 분해 반응기로는 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기(ebullated bed hydrocracking reactor)를 들 수 있다. 에뷸레이트 베드 공정에 중간 또는 예비 탈아스팔트화 단계의 부가에 의해 높은 안정성을 갖는 잔유(residual oil)의 증가된 전환 및 생산과 같이 에뷸레이트 베드 공정의 성능이 증강될 수 있다. 그러나 불가피하게도 다량의 피치가 처분되어야 할 필요가 있다. 상기 피치가 연료유로 전환되어야 한다면 이는 유체 촉매 분해 (FCC, fluid catalytic cracking) 유닛으로부터의 경질 순환유(light cycle oil)와 같은 더욱 가벼운 희석제(lighter cutter stock)를 다량으로 필요로 한다. 대안적으로, 상기 피치는 딜레이드 코킹 유닛(delayed coking unit)에 공급될 수 있지만, 피치는 매우 바람직한 공급 원료는 아니다. 또한 상기 피치는 아스팔트로 전환될 수 있지만, 그 요구는 계절성에 의존할 수 있고, 피치의 품질은 지역적 사양을 충족시킬 수 없다. 상기 피치는 기화될 수 있지만, 비용은 일반적으로 매우 높다. 따라서 피치는 발람직한 부산물이 아니다.
하나의 양태에서, 본원에 개시된 실시형태들은 탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 공정에 관한 것이다. 상기 공정은 피치, 수소, 및 수첨분해 반응기로부터 회수된 부분적으로 사용한 촉매를 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(ebullated bed pitch hydrocracking reactor)에 공급하는 단계; 상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에서 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에서 상기 피치, 수소 및 촉매를 접촉시키는 단계; 및 상기 촉매로부터 상기 탄화수소 증류액을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 공정은 침전물이 과도하게 그리고 연속적인 운영에 방해될 만큼 형성되지 않도록 하는 수준 또는 그 수준 이하가 되도록 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기의 반응 조건들을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본원에 개시된 실시형태들은 탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 공정에 관한 것이다. 상기 공정은 피치, 수소, 및 수첨분해 반응기로부터 회수된 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 피치 수첨분해 반응기에 공급하는 단계; 상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에서 상기 피치 수첨분해 반응기 내에서 상기 피치, 수소 및 촉매를 접촉시키는 단계; 및 상기 촉매로부터 상기 탄화수소 증류액을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본원에 개시된 실시형태들은 탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 상기 탄화수소 잔사유의 적어도 일부분을 증류액 영역 탄화수소로 전환하기 위해 탄화수소 잔사유, 수소 및 수첨분해 촉매를 접촉시키기 위한 탄화수소 잔사유 전환 반응기 시스템; 상기 증류액 영역 탄화수소를 감압 증류탑 탑저 분획을 포함하는 2개 이상의 탄화수소 분획으로 분획화하기 위한 분리 시스템; 상기 탄화수소 잔사유 전환 반응기 시스템으로부터 상기 사용한 촉매의 적어도 일부를 회수하기 위한 분리 시스템; 탈아스팔트 오일 분획 및 피치 분획을 생산하기 위해 상기 감압 증류탑 탑저 분획을 용제 탈아스팔트화하기 위한 용제 탈아스팔트화 유닛; 및 상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에 상기 피치, 수소, 및 상기 탄화수소 잔사유 반응기 시스템으로부터 회수된 사용한 촉매를 접촉시키기 위한 피치 수첨분해 반응기 시스템을 포함할 수 있다.
기타 양태 및 이점들은 하기 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위로부터 자명하게 될 것이다.
도 1 내지 도 3은 본원에 개시된 실시형태들에 따라 탄화수소 공급 원료들을 개선시키기 위한 공정들의 간소화된 공정 흐름도이다.
하나의 양태에서, 본원에 개시된 실시형태들은 일반적으로 수첨분해 잔사유 및 기타 중질 탄화수소 분획용 공정들을 포함하는 수소화 전환(hydroconversion) 공정들에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본원에 개시된 실시형태들은 수첨분해 반응기 시스템으로부터 회수된 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 이용하여 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기에서의 수첨분해를 통해 아스팔텐성 피치를 개선시키기 위한 공정들에 관한 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, "탄화수소 잔사유", "중유" 또는 탄화수소 잔사유을 지칭하는 기타 용어들은 비점 또는 약 340℃ 초과의 비등 범위를 갖는 탄화수소 분획을 지칭하지만, 또한 중질 원유 가공 공정 전체를 포함할 수 있다. 본원에 개시된 공정들과 함께 사용될 수 있는 탄화수소 잔사유 공급 원료들은 다양한 정제 및 기타 탄화수소 스트림, 예를 들어 석유 상압 잔사유 또는 감압 잔사유, 탈아스팔트 오일, 탈아스팔트 피치, 수첨분해식 상압 증류탑 탑저 분획 또는 감압 증류탑 탑저 분획, 직류 감압 경유, 수첨분해된 감압 경유, 유체 촉매 분해(FCC)된 슬러리 오일, 에뷸레이트 베드 공정으로부터의 감압 경유, 혈암유(shale oil), 석탄-유래 오일, 타르 샌드 역청, 톨유(tall oil), 흑유, 및 기타 유사한 탄화수소 스트림, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 직류 스트림, 공정-유래 스트림, 수첨분해된 스트림, 부분적으로 탈황된 스트림, 및/또는 저금속 스트림일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 탄화수소 잔사유 분획들은 적어도 480℃, 적어도 524℃ 또는 적어도 565℃의 정상적인 비점을 갖는 탄화수소를 포함할 수 있다.
상술한 탄화수소 잔사유은 하나 이상의 수첨분해 반응기를 포함하는 하나 이상의 반응단이 구비된 수첨분해 반응 시스템에서 수첨분해될 수 있다. 예를 들어, 수첨분해 반응 시스템은 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기 또는 유동 베드 수첨분해 반응기와 같은 단일 수첨분해 반응기가 구비된 단일 반응단을 포함할 수 있다. 다른 예로, 수첨분해 반응 시스템은 2개의 반응단을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 하나 이상의 수첨분해 반응기를 포함한다. 상기 제1 및 제2 수첨분해 반응단은 그렇지 않는 경우에 잔사유을 유용한 생성물로 전환하기 위한 수첨분해 이외에도 금속 제거, 탈질소화(denitrogenation), 탈황산화(desulfurization), 수소화, 콘라드손 탄소 잔사유(Conradson carbon residue) 환원, 및/또는 기타 수소화 전환 반응 중 하나 이상을 순차적으로 수행하기 위해 사용될 수 있다. 언급된 다양한 반응에 대한 반응성은 단일 수첨분해 촉매 또는 다중 수첨분해 촉매들에 의해 제공될 수 있다. 2개 이상의 반응단을 구비한 몇몇 실시형태들에서, 상기 반응단 각각은 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기를 포함한다.
수첨분해 이후, 상기 수첨분해 반응기(들)로부터의 용출물(effluent)은 분획화하여 기타 가능한 분획들 중에서 경질 나프타 분획, 중질 나프타 분획, 등유 분획, 디젤 분획, 경질 감압 경유 분획, 중질 경유 분획 및 감압 레시드(resid) 분획과 같은 하나 이상의 탄화수소 분획을 회수할 수 있다.
이들 분획 중 보다 중질인 분획, 예를 들어 상기 감압 레시드 분획은 탈아스팔트 오일 분획 및 피치 분획을 생산하기 위해 용제 탈아스팔트화(SDA) 유닛을 통해 가공될 수 있다.
피치는 본원에서 석유 상압 또는 감압 잔사유, 혈암유, 석탄-유래 오일, 타르 샌드 역청, 톨유, 흑유, 생물-유래 원유, 및 기타 유사한 탄화수소성 스트림, 또는 이들의 조합과 같이 고비점 탄화수소성 물질이 공급되는 열적, 열적-촉매적 또는 촉매적 수첨분해 공정들로부터 회수된 감압 잔사유 스트림으로서 한정되며, 이때 상기 탄화수소성 물질 각각은 직류 물질일 수 있다.
상기 피치, 수소, 및 상기 수첨분해 반응기로부터 회수된 부분적으로 사용한 촉매는 상기 피치를 더욱 가치 있는 탄화수소로 개선시키기 위한 피치 수첨분해 반응기, 예를 들어 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기로 공급될 수 있다. 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기(들)를 포함하는 반응 시스템과 같은 탄화수소 잔사유 수첨분해 반응 시스템은 다량의 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 생성할 수 있다. 이러한 "사용한 촉매"는 상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기에서의 분해 도중에 제거되는 니켈 및 바나듐을 함유하고 있을지라도 상기 사용한 촉매는 활성 수준이 상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기(들)에서 연속 사용하기에 적합하거나 바람직하지 않을 수 있지만 여전히 상당한 잔류 수첨분해 활성을 가질 수 있다. 상기 사용한 촉매는 보통은 촉매 내에 함유된 금속의 일부를 재생하기 위해 금속 재생기로 보내어진다. 그러나 본원에 개시된 실시형태들은 상기 피치를 증류액 영역 탄화수소로 전환하기 위해 잔류 활성을 이용한다. 이어 상기 피치 수첨분해 반응기로부터 회수된 완전 사용한 촉매는 상기 촉매 중에 함유된 금속의 재생을 위해 금속 재생기로 보내질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본원에 개시된 공정들은 "사용한" 및 "부분적으로 사용한" 촉매를 이용할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 부분적으로 사용한 촉매는, 예를 들어 새로운 촉매가 공급되는 에뷸레이트 베드 유닛으로부터 퍼징(purging: 제거)된 촉매를 지칭할 수 있다. 사용한 촉매는, 예를 들어 부분적으로 사용한 촉매가 공급되는 에뷸레이트 베드 유닛으로부터 회수되고 본질적으로 어떠한 활성도 없는 촉매를 지칭할 수 있다. 중간 정도 사용한 촉매는, 예를 들어 사용한 촉매와 부분적으로 사용한 촉매의 블렌드가 공급되는 에뷸레이트 베드 유닛으로부터 회수된 촉매를 지칭할 수 있으며, 상기 블렌드는 완전 사용한 촉매보다는 높지만 부분적으로 사용한 촉매보다는 낮은 활성을 가질 수 있고, "부분적으로 사용한" 촉매란 용어는 본원에서 "중간 정도 사용한" 촉매들을 포함하는 것으로 의도된다. 새로운 촉매, 부분적으로 사용한 촉매 또는 중간 정도 사용한 촉매의 총 활성 수준은 목표로 하는 전환을 달성하기 위해 필요한 수첨분해 반응기들에서 요구되는 반응 가혹도에 영향을 미칠 수 있으며, 이때 이 같은 운영 조건들은 침전물 형성 임계점 또는 그 미만으로 유지되어야 한다.
상기 피치 수첨분해 반응기로부터의 탄화수소 용출물은 감압 증류탑 탑저 분획(즉, 미반응 피치)을 포함하는 2개 이상의 탄화수소 분획으로 분획화될 수 있다. 상기 감압 증류탑 탑저 분획은 상기 피치 수첨분해 반응기에서의 추가적인 가공을 위해 재순환될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 감압 증류탑 탑저 분획의 재순환은 높은 전환율로 상기 피치의 분해를 초래할 수 있고, 가능하게는 소거되어, 원치 않거나 가치가 낮은 생성물로서 피치를 거의 생산하지 못하는 전체 통합형 잔사유 수첨분해 공정 계획을 초래할 수 있다.
이제 도 1을 참고하면, 본원에 개시된 실시형태들에 따라 피치를 개선시키기 위한 공정의 간소화된 흐름도가 예시되어 있다. DAO 유닛으로부터 회수된 피치 분획과 같은 피치(10)는 슬러리 오일, 디캔트 오일(decant oil) 또는 순환유와 같이 FCC 유닛으로부터의 탄화수소 분획(12)과 혼합될 수 있다. 탄화수소 분획(12)의 첨가가 유리할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다. 상기 얻어진 공급물 블렌드(14)는, 예를 들어 가열기(16)에서의 간접적인 열교환을 통해 가열될 수 있다. 가열된 공급물 블렌드(17)는 가열된 수소 풍부 스트림(18)(예를 들어, 가열기(22)를 통한 수소 풍부 공급물 스트림(20)의 가열로부터 얻어진 스트림)과 혼합되어 혼합 공급물 스트림(24)을 형성할 수 있다.
이어 혼합 공급물 스트림(24)은 하나 이상의 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(26)를 포함하는 피치 수첨분해 유닛으로 공급될 수 있으며, 이때 이는 상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 반응 조건 하에서 부분적으로 사용한 수첨분해 촉매(28)와 접촉하게 된다. 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에서의 반응 조건으로는 (a) 몇몇 실시형태에서는 약 50bar 초과의 수소 분압, 또는 기타 실시형태들에서는 약 70bar 초과의 수소 분압; (b) 몇몇 실시형태에서는 약 350℃ 초과의 온도, 및 기타 실시형태들에서는 약 380℃ 초과의 온도; 및 (c) 몇몇 실시형태에서는 약 0.05h-1 초과의 액 공간 속도(LHSV), 및 기타 실시형태들에서는 약 0.1h-1 초과의 액 공간 속도(LHSV)를 들 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 수소 분압은 약 70bar 내지 약 170bar 범위일 수 있고, 상기 온도는 약 380℃ 내지 약 450℃ 범위일 수 있으며, 상기 LHSV는 약 0.1h-1 내지 약 1.0h-1 범위일 수 있다. 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기 내의 온도는 침전물이 과도하게 그리고 연속적인 운영에 방해될 만큼 형성되지 않도록 하는 수준 또는 그 수준 이하에서 피치 전환을 달성하기 위해 선택될 수 있으며, 상기 온도는 피치 공급물의 조성물에 따라 다를 수 있다. 상기 피치 수첨분해 유닛에서의 표적 잔사유 전환 수준은 가공되는 공급 원료에 따라 적어도 10중량%일 수 있으며, 예를 들어 약 20중량% 내지 약 95중량% 범위일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 피치 수첨분해 유닛에서의 표적 잔사유 전환은 약 30중량%, 40중량%, 또는 50중량% 내지 약 70중량%, 75중량%, 또는 80중량% 범위일 수 있다.
상기 에뷸레이트 베드 반응기(26) 내부에서 상기 촉매는 역 혼합되고, 액체 생성물의 재순환에 의해 무작위 운동으로 유지된다. 이는, 먼저 가스 생성물로부터 재순환 오일을 분리함으로써 달성된다. 이어 상기 오일은 반응기의 하부 헤드에 장착된 임펠러(impeller)를 구비한 펌프, 또는 외부 펌프에 의해 재순환된다. 상기 사용한 촉매 공급물(28)은 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(26)의 상부에 첨가될 수 있고, 완전 사용한 수첨분해 촉매는 유동 라인(30)을 경유하여 반응기(26)의 하부로부터 인출될 수 있다. 이어 상기 완전 사용한 수첨분해 촉매는 사용한 촉매에 함유되, 재생하지 않는 경우에 처분되는 금속을 재생하기 위해 금속 재생기로 보내질 수 있다.
상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(26)로부터의 액체 및 증기 용출물은 유동 라인(32)을 경유하여 회수되고, 방향족 용제(34) 및/또는 수소 함유 기체 스트림(36)에 의해 급랭(quenching)되며, 증기로부터 임의의 혼입된 고체를 분리하기 위한 고압/고온(HP/HT) 분리기(들)(38) 및 세척 유닛(40)에서 분리될 수 있다. 방향족 용제(34)는 그 중에서도 유체 촉매 분해(FCC) 공정으로부터의 슬러리 오일, 또는 사워 감압 잔사유(sour vacuum residuum)과 같은 임의의 방향족 용제를 포함할 수 있다.
이어 상기 HP/HT 분리기(들)(38) 및 세척 유닛(40)으로부터 분리된 증기(42)는 가스 냉각, 정제 및 재순환 가스 압축 시스템(미도시)을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 분리 증기(42)는 상기 사용한 촉매 공급물이 유래하는 탄화수소 잔사유 수첨분해 유닛으로부터 회수된 증기 용출물과 함께 동시 가공될 수 있다.
이어 상기 HP/HT 분리기(38) 및 세척 유닛(40)로부터 임의의 혼입된 고체와 함께 회수된 분리된 액체(44)는 미반응 피치(50)로부터 증류액 영역 탄화수소(48)를 분리하기 위해 분획화 시스템(46)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 분리된 액체(44)는 플래싱(flashing)되어, 가스 냉각 및 정제 구획(미도시)으로부터 회수된 기타 증류액 생성물과 함께 상압식 증류 시스템(미도시)으로 전송될 수 있다. 이어 적어도 약 340℃의 초기 비점, 예를 들어 약 340℃ 내지 약 427℃ 범위의 초기 비점을 갖는 탄화수소와 같은 상압식 탑저 분획은 감압 증류액을 회수하기 위해 감압 증류 시스템(미도시)을 통해 추가로 가공될 수 있다. 하나 이상의 증류액 생성물(48)은 분획화 시스템(46)으로부터 회수될 수 있다. 이어 적어도 약 480℃의 초기 비점, 예를 들어 약 480℃ 내지 약 565℃ 범위의 초기 비점을 갖는 탄화수소와 같은 감압 증류탑 탑저 생성물(50)은 액체로부터 사용한 촉매 고체를 분리하기 위해 여과되거나 분리될 수 있고, 상기 액체는 연속 가공을 위해 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(26)로 다시 전송될 수 있다. 재순환 피치 스트림(50)의 소량의 슬립스트림(109)은 물질의 균형 및 유동 연속성을 유지하기 위해 루프로부터 퍼징될 수 있다.
유동 라인(28)을 통한 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(26)로의 촉매 공급물의 전송을 용이하게 하기 위해 상기 사용한 촉매는 수첨분해 또는 피치 수첨분해 시스템에 의해 생산된 오일을 포함한, 슬러리 오일 또는 기타 탄화수소와 같은 탄화수소 오일(52)로 슬러리화될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 사용한 촉매 및/또는 냉각되고 고형화된 피치 공급물 및/또는 재순환 피치는 또한 분쇄기(미도시)로 공급되어, 슬러리화 이전에 분쇄될 수 있고, 그리고/또는 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(26)에 공급될 수 있다. 이 같은 실시형태에서, 상기 촉매는 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기의 하부에 공급될 수 있다.
이제 도 2를 참고하면, 본원에 개시된 실시형태들에 따라 피치를 개선시키기 위한 공정의 간소화된 흐름도가 예시되어 있으며, 여기서 유사한 도면 부호는 유시한 부품을 나타낸다. 하나 이상의 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기를 포함하는 탄화수소 잔사유 수첨분해 시스템으로부터 회수된 부분적으로 사용한 수첨분해 촉매와 같은 수첨분해 촉매(54)는 일시적인 저장을 위한 호퍼(hopper; 56)에 공급될 수 있다. 이어 상기 사용한 촉매는 유동 라인(58)을 경유하여 촉매 분쇄기(60)에 공급될 수 있다. 이어 상기 분쇄(파쇄)된 사용한 촉매는 SDA 유닛으로부터 회수된 피치 분획과 같은 피치(10), 및 탄화수소 분획(12)과 조합될 수 있다. 슬러리 오일, 디캔트 오일, 또는 FCC 유닛으로부터의 순환유와 같은 탄화수소 분획(12)의 첨가는 유리할 수 있지만, 필수적인 것은 아니다. 상기 얻어진 공급물 블렌드(14)는, 예를 들어 가열기(16)에서의 간접적인 열교환을 통해 가열될 수 있다. 가열된 공급물 블렌드(17)는 혼합 공급물 스트림(24)을 형성하기 위해 가열된 수소 풍부 스트림(18)(예를 들어 가열기(22)를 통한 수소 풍부 공급물 스트림(20)의 가열로부터 얻어진 스트림)과 혼합될 수 있다.
이어 혼합 공급물 스트림(24)은 하나 이상의 피치 수첨분해 반응기(62)를 포함하는 피치 수첨분해 유닛에 공급될 수 있으며, 이때 상기 피치 및 수소는 상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 반응 조건 하에 상기 분쇄된 부분적으로 사용한 수첨분해 촉매와 접촉하게 된다. 피치 수첨분해 반응기(62)에서의 반응 조건으로는 (a) 몇몇 실시형태에서는 약 50bar 초과의 수소 분압, 또는 기타 실시형태들에서는 약 70bar 초과의 수소 분압; (b) 몇몇 실시형태에서는 약 350℃ 초과의 온도, 및 기타 실시형태들에서는 약 380℃ 초과의 온도; 및 (c) 몇몇 실시형태에서는 약 0.05 h-1 초과의 액 공간 속도(LHSV), 및 기타 실시형태들에서는 약 0.1h-1 초과의 액 공간 속도(LHSV)를 들 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 수소 분압은 약 70bar 내지 약 170bar 범위일 수 있고, 상기 온도는 약 380℃ 내지 약 450℃ 범위일 수 있고, 상기 LHSV는 약 0.1h-1 내지 약 1.0h-1 범위일 수 있다. 상기 피치 수첨분해 반응기 내의 온도는 침전물이 과도하게 그리고 연속적인 운영에 방해될 만큼 형성되지 않도록 하는 수준 또는 그 수준 이하에서 피치 전환을 달성하기 위해 선택될 수 있으며, 상기 온도는 피치 공급물의 조성물에 따라 다를 수 있다. 상기 피치 수첨분해 유닛에서의 표적 잔사유 전환은 가공되는 공급 원료에 따라 적어도 10중량%일 수 있으며, 예를 들어 약 20중량% 내지 약 95중량% 범위일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 피치 수첨분해 유닛에서의 표적 잔사유 전환은 약 30중량% 내지 약 75중량% 범위일 수 있다.
피치 수첨분해 반응기(62)는 단일 패스 상향류 반응기(single pass upflow reactor)일 수 있으며, 여기서 상기 촉매는 수첨분해 생성물과 함께 회수되거나, 상기 반응기는 에뷸레이트 베드 반응기일 수 있으며, 여기서 상기 촉매는 역 혼합되고, 액체 생성물의 재순환에 의해 무작위 운동으로 유지된다. 상기 피치 수첨분해 반응기(62)로부터의 액체 및 증기 용출물은 유동 라인(32)을 경유하여 회수되고, 방향족 용제(34) 및/또는 수소 함유 기체 스트림(36)에 의해 급랭되며, 증기로부터 임의의 혼입된 고체를 분리하기 위한 고압/고온(HP/HT) 분리기(들)(38) 및 세척 유닛(40)에서 분리될 수 있다. 방향족 용제(34)는 그 중에서도 유체 촉매 분해(FCC) 공정으로부터의 슬러리 오일, 또는 사워 감압 잔사유과 같은 임의의 방향족 용제를 포함할 수 있다.
이어 상기 HP/HT 분리기(들)(38) 및 세척 유닛(40)으로부터의 분리된 증기(42)는 가스 냉각, 정제 및 재순환 가스 압축 시스템(미도시)을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 분리 증기(42)는 상기 사용한 촉매 공급물이 유래하는 탄화수소 잔사유 수첨분해 유닛으로부터 회수된 증기 용출물과 함께 동시 가공될 수 있다.
이어 상기 HP/HT 분리기(38) 및 세척 유닛(40)로부터 사용한 촉매 고체와 함께 회수된 분리된 액체(44)는 미반응 피치(50)로부터 증류액 영역 탄화수소(48)를 분리하기 위해 분획화 시스템(46)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 분리된 액체(44)는 플래싱되어, 가스 냉각 및 정제 구획(미도시)으로부터 회수된 기타 증류액 생성물과 함께 상압식 증류 시스템(미도시)으로 전송될 수 있다. 이어 적어도 약 340℃의 초기 비점, 예를 들어 약 340℃ 내지 약 427℃ 범위의 초기 비점을 갖는 탄화수소와 같은 상압식 탑저 분획은 감압 증류액을 회수하기 위해 감압 증류 시스템(미도시)을 통해 추가로 가공될 수 있다. 하나 이상의 증류액 생성물(48)은 분획화 시스템(46)으로부터 회수될 수 있다. 이어 적어도 약 480℃의 초기 비점, 예를 들어 약 480℃ 내지 약 565℃ 범위의 초기 비점을 갖는 탄화수소와 같은 감압 증류탑 탑저 생성물(50)은 미반응 피치(68)로부터 사용한 촉매 고체(66)를 회수하기 위해 원심분리기(64) 및 필터(65), 또는 기타 고체/액체 분리 수단을 경유하여 분리될 수 있다. 이어 상기 미반응 피치(68)의 적어도 일부는 연속 가공을 위한 새로운 피치(10)와 함께 상기 피치 수첨분해 반응기(62)로 다시 전송될 수 있다. 재순환 피치 스트림(68)의 소량의 슬립스트림(110)은 물질의 균형 및 유동 연속성을 유지하기 위해 루프로부터 퍼징될 수 있다. 사용한 촉매 고체(66)는 일시적인 저장을 위한 호퍼(70)에 공급될 수 있고, 금속 재생 또는 처분을 위한 유동 라인(72)을 통해 공급될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 상기 재순환된 미반응 피치(68) 또는 공급물 피치(10), 또는 이들 둘 모두는 냉동 유닛(80)을 경유하여 냉각되고 고형화될 수 있다. 이어 상기 냉각되고 고형화된 피치(82)는 상기 사용한 촉매 공급물과 함께 호퍼(56) 및/또는 분쇄기(60)에 공급될 수 있다. 분쇄 이후, 상기 분쇄 혼합물은 액체 탄화수소(12)와 함께 슬러리화되고, 가열된 후, 촉매/오일 슬러리로서 상기 피치 탄화수소 반응기(62)의 하부에 공급될 수 있다.
이제 도 3을 참고하면, 본원에 개시된 실시형태들에 따라 매우 적거나 무시해도 될 정도의 피치 부산물의 생산과 함께 탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 전체 통합 공정이 예시되어 있으며, 여기서 동이한 도면 부호는 동일한 부품을 나타낸다. 탄화수소 잔사유 분획(84) 및 수소(86)는 제1 단 에뷸레이트 베드 반응기(88) 및 제2 단 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기(89)를 포함하는 탄화수소 잔사유 수첨분해 유닛에 공급될 수 있다. 상기 제1 단 수첨분해 반응기(88)로부터의 수첨분해 생성물(90)은 제2 단 수첨분해 반응기(89)에 공급될 수 있다. 에뷸레이트 베드 반응기들(88 및 89)에서, 탄화수소 및 수소는 서로 동일하거나 상이할 수 있는 수소화 전환 촉매들(91 및 92)과 접촉하여, 경질의 탄화수소를 형성하기 위해 상기 피치의 적어도 일부분을 수소와 반응시키고(수첨분해), 탄화수소 잔사유을 탈금속화(demetallization)하거나, 콘라드손 탄소 잔사유을 제거하거나, 그러지 않는 경우에 탄화수소 잔사유을 유용한 생성물로 전환한다.
에뷸레이트 베드 반응단(88 및 89)을 통한 표적 전환은 가공되는 공급 원료에 따라 약 40중량% 내지 약 75중량% 범위일 수 있다. 임의의 사건에서, 표적 전환은 침전물이 과도하게 그리고 연속적인 운영에 방해될 만큼 형성되지 않도록 하는 수준 또는 그 수준 이하로 유지되어야 한다. 상기 탄화수소 잔사유을 경질의 탄화수소로 전환하는 것 이외에도, 황 제거는 약 40중량% 내지 약 80중량% 범위일 수 있고, 금속 제거는 약 60중량% 내지 85중량% 범위 일 수 있으며, 콘라드손 탄소 잔사유(CCR) 제거는 약 30중량% 내지 약 65중량% 범위 일 수 있다.
에뷸레이트 베드 반응단(88 및 89)에서의 전환 이후, 상기 부분적으로 전환된 탄화수소는 유동 라인(93)을 경유하여 혼합 증기/액체 용출물으로서 회수될 수 있고, 하나 이상의 탄화수소 분획을 회수하기 위해 분획화 시스템(94)에 공급될 수 있다. 예시된 바와 같이, 분획화 시스템(94)은 배기가스(95), 경질 나프타 분획(96), 중질 나프타 분획(97), 등유 분획(98), 디젤 분획(99), 경질 감압 경유 분획(100), 중질 경유 분획(101) 및 감압 잔사유 분획(102)을 회수하기 위해 사용될 수 있다.
감압 레시드 분획(102)은 SDA 유닛(104)에 공급될 수 있고, 여기서 이는 용제(106)와 접촉하여 탈아스팔트 오일 분획(108) 및 공급물 피치 분획(10)을 생산한다. SDA 유닛(104)에서 사용된 용제는 방향족 용제, 경유 혼합물, 경질 나프타, 3 내지 7개의 탄소 원자를 함ㅇ하는 경질 파라핀, 또는 이들 2개 이상의 용제의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 용제는 분획들(95, 96, 97, 98, 99, 100 및 101) 중 하나로부터 유래하는 탄화수소를 포함한다. 이어 공급물 피치 분획(10)은 도 1 또는 도 2에 대해 상술한 바와 같이 가공될 수 있다. 재순환 피치 스트림(50)의 소량의 슬립스트림(111)은 물질의 균형 및 유동 연속성을 유지하기 위해 루프로부터 퍼징될 수 있다.
상기 제1 수첨분해단(88) 및 제2 수첨분해단에서 유용한 촉매들은 주기율표의 4족 내지 12족 원소로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 촉매들은 니켈, 코발트, 텅스텐, 몰리브덴 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있거나 이들만으로 이루어져 있거나 특징적으로 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 이들 각각은 지지되지 않거나, 실리카, 알루미나, 티타니아 또는 이들의 조합과 같은 다공성 기판 상에 지지된다. 제조업자로부터 제공되거나 재생 공정으로부터 유래하는 바와 같이, 상기 촉매들은, 예를 들어 금속 산화물의 형태일 수 있다. 필요하거나 요구되는 경우, 상기 금속 산화물은 사용이 이전 또는 사용 도중에 금속 황화물로 전환될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 수첨분해 촉매들은 반응기에 도입하기 이전에 예비 황화(pre-sulfiding) 및/또는 예비 컨디셔닝(pre-conditioning)될 수 있다.
부분적으로 사용한 촉매는 유동 라인들(110 및 112)을 경유하여 상기 제1 수첨분해단(88) 및 제2 수첨분해단(89)으로부터 각각 회수될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 오직 상기 제1 수첨분해단(88)으로부터의 부분적으로 사용한 촉매만이 상기 피치 수첨분해 반응기(26)에 공급될 수 있다. 기타 실시형태들에서, 오직 상기 제2 수첨분해단(89)으로부터의 부분적으로 사용한 촉매만이 상기 피치 수첨분해 반응기(26)에 공급될 수 있다. 기타 실시형태들에서, 제1 및 제2 수첨분해단들(88 및 89) 양쪽으로부터의 부분적으로 사용한 촉매의 혼합물은 상기 피치 수첨분해 시스템에 공급될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 상기 분해단(88)에 공급된 새로운 촉매들은 상기 잔류 공급물의 더욱 높은 금속 함량 및 CCR 함량을 활용하기 위해 상기 분해단(89)에 공급된 촉매들과는 상이하게 공급된다. 이들 촉매에서의 차이는 기공 부피 및 기공 크기 분포 차이, 표면적 차이, 및 금속 적재량 차이를 포함할 수 있다. 상기 잔류 공급물 스트림(84)의 특징, 및 상기 분해단(88)에서 사용된 반응 가혹도는 부분적으로 사용한 촉매 스트림들(110 및 112) 각각이 피치 수첨분해 반응기(26)에 공급되는 정도뿐만 아니라, 상기 새로운 촉매 스트림(92)의 특성 선택에 대한 새로운 촉매 스트림(91)의 특성 선택에 영향을 미칠 수 있다.
도 3에 예시된 바와 같이, 상기 탄화수소 잔사유 수첨분해 시스템(반응단(88 및 89)) 및 상기 피치 수첨분해 시스템(26)은 별개의 용출물 가공 유닛을 포함한다. 상기는, 피치 수첨분해 시스템이 종종 유지를 위해 정지되거나 상기 탄화수소 잔사유 수첨분해 시스템이 유의한 양의 피치가 생산되지 않는 공급물을 가공하고 있는 기간 동안에 정지되어야 하는 경우에 유리할 수 있으며, 또한 기존의 탄화수소 잔사유 수첨분해 시스템 내로의 피치 수첨분해 시스템의 통합을 위해 정지되어야 하는 경우에 유리할 수 있다.
또한 본원에 개시된 실시형태들에서는 통상의 분획화 시스템 및/또는 통상의 가스 냉각, 정제 및 재순환 가스 압축 시스템에서 상기 반응기 용출물(32 및 93), 이의 액체 일부분, 또는 이의 증기 일부분의 가공이 고려되고 있다. 상기 통상의 가공은 초기 단가를 감소시킬 수 있고(부품 개수의 감소), 운영을 간소화할 수 있다(공정 변수/단계의 개수 감소).
도 3에 예시된 바와 같은 본원에 개시된 통합형 수첨분해 시스템들은 상기 탄화수소 잔사유 수첨분해 반응기에 대한 새로운 촉매 공급물, 및 상기 피치 수첨분해 반응기에 대한 부분 및/또는 중간 정도 사용한 촉매 공급물을 이용한다. 공정의 운영 용이성을 위해, 상기 각 유닛에 촉매가 공급되는 속도는 상호 연관되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 반응단(88) 및/또는 반응단(89)에 대한 새로운 촉매 공급물이 증가하는 경우, 상기 사용한 촉매 인출 속도는 필연적으로 증가한다. 따라서 상기 피치 수첨분해 반응기들에 대한 부분 또는 중간 정도 사용한 촉매가 공급되는 속도는 사용한 촉매의 축적을 막기 위해 유사한 속도로 증가할 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 다양한 이유로 인해 피치 수첨분해 유닛을 정지하는 것이 바람직할 수 있다. 운행 중인 경우, 상기 피치 수첨분해 유닛은 증류액 영역 생성물로의 탄화수소 잔사유의 부가적이고 점진적 전환을 제공한다. 상기 부가적인 전환은 부가적인 새로운 촉매를 거의 필요로 하지 않거나 전혀 요구하지 않으면서도 달성될 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 실시형태들은 탄화수소 잔사유 전환에서의 5% 내지 40%의 점진적인 증가를 달성할 수 있으며, 이때 상기 반응단(88 및 89)에 대한 새로운 탄화수소 잔사유 수첨분해 촉매 공급물은 0% 내지 35% 정도 점진적으로 증가한다. 다시 말해, 새로운 수첨분해 촉매 공급의 점진적 증가는 상기 피치 수첨분해 유닛이 사용되지 않는 경우에 상기 촉매 속도의 약 135% 미만일 수 있다.
도 3에 예시된 바와 같은 본원에 개시된 통합형 수첨분해 시스템들은 탄화수소 오일 공급물에 기초하여 몇몇 실시형태에서 적어도 90중량%, 기타 실시형태들에서는 적어도 95중량%, 및 또 다른 실시형태에서 적어도 98중량%의 전체 잔사유 전환을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본원에 개시된 실시형태들은 탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 통합 공정을 제공할 수 있다. 유리하게도, 본원에 개시된 실시형태들은 개선 공정으로부터 피치의 생산을 유의하게 감소시키거나 제거할 수 있어, 외부 유닛에 대한 의존성, 또는 가치가 낮거나 나쁜 생성물의 생성을 감소시키거나, 가치가 낮은 피치에 대한 출구를 찾을 필요성을 감소시킨다. 게다가, 본원에 개시된 실시형태들은 부가적인 새로운 촉매를 거의 필요로 하지 않거나 전혀 요구하지 않으면서도 탄화수소 잔사유 전환에서의 증가를 제공한다. 예를 들어, 잔사유 전환 한계는 전형적으로 달성된 55중량% 내지 75중량%의 전환으로부터 최고 98중량%의 전환으로 확장될 수 있다. 또한 본원에 개시된 실시형태들은 유리하게도 부분적으로 사용한 촉매에서의 잔류 활성을 이용하며, 고온 수첨분해 조건들을 이용할 수 있는데, 이는 코크스와 메탈을 함유하는 완전 사용된 촉매 입자가 추가적인 촉매 공정을 위해서가 아니라 금속 재생을 위해 전달될 것이므로, 피치 수첨분해 유닛에서는 촉매 입자 상에 해당 코크스가 높은 속도로 형성되는 것이 허용 가능하기 때문이다.
또한, 본원에 개시된 실시형태들은 유리하게도 주어진 전환을 달성하기 위해 반응기 부피의 감소를 요구하는 전체 가공 접근법을 초래할 수 있다. 본원에 개시된 실시형태들은 또한 통상의 가스 냉각, 정제 및 압축 루프 내로 탄화수소 잔사유 수첨분해 및 피치 수첨분해를 혼입함으로써 유닛 투자비용을 줄일 수 있다.
본 개시가 다수의 제한된 실시형태를 포함하고 있을지라도 본 개시의 이권을 갖는 당해 기술분야의 숙련자라면 본 개시의 범주에서 벗어나지 않는 기타 실시형태들을 고안할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 또한 다수의 공정 계획이 다양한 공정 단계들과 함께 예시되어 있을지라도 본원에서 고려된 실시형태들은 명확히 예시 및/또는 개시되지 않았지만 무엇보다도 촉매 분쇄 또는 혼입된 촉매 분리와 같은 공정 단계를 이용할 수 있다. 따라서 본 개시의 범주는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (35)

  1. 피치를 개선시키기 위한 공정에 있어서,
    피치, 수소, 및 수첨분해 반응기로부터 회수된 부분적으로 사용한 촉매를 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기(ebullated bed pitch hydrocracking reactor)에 공급하는 단계;
    상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에서 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에서 상기 피치, 수소 및 촉매를 접촉시키는 단계; 및
    상기 촉매로부터 상기 탄화수소 증류액을 분리하는 단계를 포함하는 피치 개선 공정.
  2. 제 1항에 있어서,
    침전물이 과도하게 그리고 연속적인 운영에 방해될 만큼 형성되지 않도록 하는 수준 또는 그 수준 이하가 되도록 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기의 반응 조건들을 선택하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 촉매는 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기 시스템으로부터 회수된 부분적으로 사용한 촉매인 피치 개선 공정.
  4. 제 1항에 있어서,
    에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기를 포함하는 하나 이상의 수첨분해 반응단을 포함하는 수첨분해 반응 시스템에서 중유 공급 원료를 수첨분해하는 단계; 및
    상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기로부터 상기 부분적으로 사용한 촉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 중유 공급 원료는 순수한 석유 상압 잔사유; 순수한 석유 감압 잔사유; 용제 탈아스팔트화 유닛으로부터의 탈아스팔트 오일; 타르 샌드 역청(tar sands bitumen); 상압 혈암유(atmospheric shale oil)-유래 잔사유; 중질 석탄-유래 액체; 석탄 기화 부산물 타르; 및 흑유(black oil) 중 하나 이상을 포함하는 피치 개선 공정.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매는 제1 수첨분해 반응단으로부터 회수되는 피치 개선 공정.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매는 제2 수첨분해 반응단으로부터 회수되는 피치 개선 공정.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매는 제1 수첨분해 반응단 및 제2 수첨분해 반응단 둘 모두로부터 회수된 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매들의 혼합물인 피치 개선 공정.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급되는 촉매 슬러리를 형성하기 위해 상기 회수된 부분적으로 사용한 촉매를 슬러리화하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  10. 제 4항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기로부터 회수된 상기 회수된 부분적으로 사용한 촉매를 분쇄하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급되는 촉매 슬러리를 형성하기 위해 상기 분쇄된 촉매를 슬러리화하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 수첨분해 반응 시스템으로부터 용출물(effluent)을 회수하는 단계;
    2개 이상의 탄화수소 분획을 생산하기 위해 상기 용출물을 분획화하는 단계;
    탈아스팔트 오일 분획 및 상기 피치를 생산하기 위해 상기 2개 이상의 탄화수소 분획 중 적어도 하나를 용제 탈아스팔트화하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 피치의 적어도 10%는 탄화수소 증류액로 전환되는 피치 개선 공정.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 피치의 약 50% 내지 약 75%는 탄화수소 증류액로 전환되는 피치 개선 공정.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기는 약 50bar 초과의 압력, 약 350℃ 초과의 온도, 및 약 0.05h-1 초과의 액 공간 속도로 운영되는 피치 개선 공정.
  16. 제 1항에 있어서,
    하나 이상의 탄화수소 분획, 및 미반응 피치를 포함하는 감압 증류탑 탑저 분획을 생산하기 위해 감압 증류탑에서 상기 탄화수소 증류액을 분획화하는 단계; 및
    상기 감압 증류탑 탑저 분획을 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기로 재순환하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 감압 증류탑 탑저 분획을 순환유, 슬러리 오일 및 방향족 풍부 용제 중 적어도 하나를 포함하는 탄화수소 희석액과 혼합하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 감압 증류탑 탑저 분획을 냉각시키고 고형화하는 단계;
    분쇄 혼합물을 형성하기 위해 상기 고형화된 감압 증류탑 탑저 분획, 및 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 분쇄하는 단계;
    슬러리를 형성하기 위해 액체 탄화수소에서 상기 분쇄 혼합물을 슬러리화하는 단계; 및
    상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급된 상기 피치 및 촉매의 적어도 일부분으로서 상기 슬러리를 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  19. 피치를 개선시키기 위한 공정에 있어서,
    피치, 수소, 및 수첨분해 반응기로부터 회수된 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 피치 수첨분해 반응기에 공급하는 단계;
    상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에서 상기 피치 수첨분해 반응기 내에서 상기 피치, 수소 및 촉매를 접촉시키는 단계; 및
    상기 촉매로부터 상기 탄화수소 증류액을 분리하는 단계를 포함하는 피치 개선 공정.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 촉매는 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기로부터 회수된 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매인 피치 개선 공정.
  21. 제 19항에 있어서,
    에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기를 포함하는 하나 이상의 수첨분해 반응단을 포함하는 수첨분해 반응 시스템에서 중유 공급 원료를 수첨분해하는 단계; 및
    상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기로부터 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매는 제1 수첨분해 반응단으로부터 회수되는 피치 개선 공정.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매는 제2 수첨분해 반응단으로부터 회수되는 피치 개선 공정.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매는 제1 수첨분해 반응단 및 제2 수첨분해 반응단 둘 모두로부터 회수된 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매들의 혼합물인 피치 개선 공정.
  25. 제 21항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급되는 촉매 슬러리를 형성하기 위해 상기 촉매를 슬러리화하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  26. 제 21항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기로부터 회수된 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 분쇄하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 수첨분해 반응기에 공급되는 촉매 슬러리를 형성하기 위해 상기 분쇄된 촉매를 슬러리화하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  28. 제 21항에 있어서,
    상기 수첨분해 반응 시스템으로부터 용출물을 회수하는 단계;
    2개 이상의 탄화수소 분획을 생산하기 위해 상기 용출물을 분획화하는 단계; 및
    탈아스팔트 오일 분획 및 상기 피치를 생산하기 위해 상기 2개 이상의 탄화수소 분획 중 적어도 하나를 용제 탈아스팔트화하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  29. 제 19항에 있어서, 상기 피치의 적어도 10%는 탄화수소 증류액로 전환되는 피치 개선 공정.
  30. 제 19항에 있어서, 상기 피치의 약 50% 내지 약 75%는 탄화수소 증류액로 전환되는 피치 개선 공정.
  31. 제 19항에 있어서, 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기는 약 50bar 초과의 압력, 약 350℃ 초과의 온도, 및 약 0.05 h-1의 액 공간 속도로 운영되는 피치 개선 공정.
  32. 제 19항에 있어서,
    하나 이상의 탄화수소 분획 및 감압 증류탑 탑저 분획을 생산하기 위해 감압 증류탑에서 상기 탄화수소 증류액을 분획화하는 단계; 및
    상기 감압 증류탑 탑저 분획을 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기로 재순환하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 감압 증류탑 탑저 분획을 FCC 순환유, 슬러리 오일 및 방향족 풍부 용제 중 적어도 하나를 포함하는 탄화수소 희석액과 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 개선 공정.
  34. 제 32항에 있어서,
    상기 감압 증류탑 탑저 분획을 냉각시키고 고형화하는 단계;
    분쇄 혼합물을 형성하기 위해 상기 고형화된 감압 증류탑 탑저 분획, 및 상기 사용하거나 부분적으로 사용한 촉매를 분쇄하는 단계;
    슬러리를 형성하기 위해 액체 탄화수소에서 상기 분쇄 혼합물을 슬러리화하는 단계; 및
    상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급된 상기 피치 및 촉매의 적어도 일부분으로서 상기 슬러리를 상기 에뷸레이트 베드 피치 수첨분해 반응기에 공급하는 단계를 더 포함하는 피치 개선 공정.
  35. 탄화수소 잔사유을 개선시키기 위한 시스템에 있어서,
    상기 탄화수소 잔사유의 적어도 일부분을 증류액 영역 탄화수소로 전환하기 위해 탄화수소 잔사유, 수소 및 수첨분해 촉매를 접촉시키는 탄화수소 잔사유 전환 반응기 시스템;
    상기 증류액 영역 탄화수소를 감압 증류탑 탑저 분획을 포함하는 2개 이상의 탄화수소 분획으로 분획화하는 분리 시스템;
    상기 탄화수소 잔사유 전환 반응기 시스템으로부터 상기 사용한 촉매의 적어도 일부를 회수하는 분리 시스템;
    탈아스팔트 오일 분획 및 피치 분획을 생산하기 위해 상기 감압 증류탑 탑저 분획을 용제 탈아스팔트화하는 용제 탈아스팔트화 유닛; 및
    상기 피치의 적어도 일부분을 탄화수소 증류액로 전환하기에 충분한 온도 및 압력의 반응 조건 하에 상기 피치, 수소, 및 상기 탄화수소 잔사유 반응기 시스템으로부터 회수된 사용한 촉매를 접촉시키는 피치 수첨분해 반응기 시스템을 포함하는 탄화수소 잔사유 개선 시스템.
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