KR20210127699A - 올레핀계 정제 피드스트림으로부터 디젤 연료를 생성하기 위한 공정 - Google Patents

올레핀계 정제 피드스트림으로부터 디젤 연료를 생성하기 위한 공정 Download PDF

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KR20210127699A
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Abstract

가솔린 및 9-14 범위의 탄소수를 갖는 화합물을 함유하고, 균일 또는 불균일 촉매, 또는 이들 모두, 그리고 선택적으로 액체 반응물에 대한 산 상 전이제의 존재 하에 산화되어 대응되는 산화물로 전환되는 올레핀계 중질 나프타 스트림으로부터 디젤 연료 블렌딩 스톡을 생성하기 위한 통합된 정제 공정, 상기 생성물 산화물은 대응되는 올레핀보다 약 34℃ 더 높은 비점을 갖고, 결과적으로 디젤 블렌딩 성분 비점 범위이다. 생성된 옥시게네이트는 초-저 유황 디젤의 일반적으로 열역한 윤활 특성을 향상시키고 블렌딩된 디젤 연료의 윤활성을 개선하기 위한 첨가제의 필요를 감소시키는 윤활 특성을 갖는다.

Description

올레핀계 정제 피드스트림으로부터 디젤 연료를 생성하기 위한 공정
본 개시는 블렌딩 디젤 연료용 성분을 생성하기 위해 올레핀계 화합물을 함유하는 정제 피드스트림을 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.
자동차용 디젤 연료에 대한 전세계적인 수요가 증가하고 있다. 규제 당국은 자동차 배기 가스에서 황 및 질소 화합물, 즉 SOx 및 NOx 배출 수준의 감소를 계속 의무화하고 있다. 운영 효율성을 최대화하기 위해, 정제소에서 더 높은 세탄가를 갖는 갖는 디젤 블렌딩 스톡을 생성하는 것이 매우 바람직하다.
산화에 의해 디젤 및 바이오디젤 연료의 세탄가를 증가시키는 방법은 "Method and Systems for Combined Oxidative and Hydrotreatment of Hydrocarbon Fuel"로 명명된 WO 2014/041435에 기재되어 있다. 개시된 공정의 하나의 관점에서, 탄화수소 디젤 연료 공급원료는 수소화처리된 다음, 산화 처리되어 더 높은 세탄가를 갖는 생성물을 제공한다. 탄화수소 공급원료의 황 수준을 감소시키기 위해, 상기 공정은 처리된 스트림이 규제 표준을 충족하고, 업그레이드된 액체 연료가 디젤 블렌딩 풀에 도입될 수 있도록 황- 및 질소-함유 화합물의 함량을 감소시키기 위한 수소화처리 단계를 포함한다. 상기 수소화처리 단계는 또한 공급원료에 존재하는 올레핀을 수소화한다.
수소처리 후, 상기 공정은 초기 세탄가 및 초기 황 함량을 갖는 액체 탄화수소 공급원료를 수성 산화원, 산 촉진제, 및 철, 니켈, 바나듐, 및 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 촉매와 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 혼합은 캐비테이션(cavitation) 반응기에서 발생한다.
낮은 황 함량 및 더 높은 세탄가를 갖는 고품질 디젤 연료에 대한 수요가 증가함에 따라, 정유업체가 직면한 문제는 디젤 블렌딩 성분의 생성을 선택적으로 증가시키는 방법이다.
본 개시에 의해 위의 문제는 해결되고, 다른 이점이 제공된다.
가솔린을 함유하는 올레핀계 중질 나프타 스트림으로부터 디젤 연료 블렌딩 스톡을 생성하기 위한 통합된 정제 공정에 관한 것인 본 개시에 의해 위의 문제는 해결되고, 다른 이점이 제공된다. 여기서 9-14 범위의 탄소수를 갖는 화합물을 함유하는 올레핀계 중질 나프타 스트림은 촉매 및, 선택적으로 액체 반응물을 위한 산 상 전이제(acid phase transfer agent)의 존재하에 산화되고 대응되는 산화물로 전환된다. 얻어진 산화물 생성물은 대응되는 올레핀보다 더 높은, 즉 약 34℃ 더 높은 비점을 갖고, 이들의 더 높은 비점은 디젤 비점 범위에 있다. 상기 산소-함유 탄화수소는 또한 윤활 특성을 갖고, 결과적으로 산화된 디젤 블렌딩 성분은 블렌딩된 디젤 연료의 윤활성을 개선하기 위해 첨가제의 사용을 요구하는 초-저 유황 디젤의 열악한 윤활 특징을 완화한다. 산화의 결과로서, 피드스트림의 비점은 가솔린 범위에서 디젤 범위로 시프트(shift)하고, 이에 하나 이상의 기존 정제 공급원료로부터 추가 디젤 블렌딩 성분에 대한 수요를 빠르고 쉽게 충족시킬 수 있는 대안 공정을 정제소 운영자에게 제공한다.
본 공정의 실시에 유용한 것으로 확인된 공급원료는 촉매적으로 산화될 수 있는 36℃ 내지 240℃ 범위에서 비등하는 올레핀을 함유하는 분해된 탄화수소이다. 유체 접촉 분해(FCC) 유닛과 같은 접촉 분해 공정 및 딜레이드 코킹(delayed coking), 유체 코킹, 및 비스브레이킹 유닛과 같은 열 분해 유닛, 및 통상적인 열 분해 유닛으로부터의 것들과 같은 가솔린-함유 생성물이 특히 바람직하다.
본 공정에서 처리될 피드스트림의 특히 적합한 공급원은 명목상 약 370℃ 내지 520℃의 감압 가스 오일 범위에서 비등하는 탄화수소, 또는 520℃ 이상에서 비등하는 잔류 탄화수소를 전환하기 위해, 고 옥탄 가솔린의 생성에 널리 사용되는 유동화된 접촉 분해(FCC) 유닛이다. FCC 생성물 스트림은 경질 가스 C1-C4, 가솔린, 경질 사이클 오일(LCO), 및 중질 사이클 오일(HCO)을 또한 함유한다. FCC 가솔린은 36 내지 240℃ 범위에서 비등하는 탄화수소의 혼합물이고, 상기 혼합물은 파라핀, 방향족, 올레핀, 및 나프텐을 포함하며, 이는 고 옥탄가를 갖는다.
2상 반응을 용이하게 하기 위해, 조촉매(co-catalysts) 또는 상 전이제가 열역학적으로 선호되나 물질 전달 인자로 인해 매우 느린 반응을 향상시키고 가속화하기 위해 사용된다. 이들은 음이온성, 양이온성, 및 비이온성일 수 있다. 특정 구현 예에서, 양이온성 상 전이제가 바람직하다. 하기 기술된 실시 예에서, 사용된 선택적인 산 상 전이제는 일반적으로 쉽게 입수가능하고 상대적으로 저렴한 아세트산이었다.
본 공정은 고정층, 비등층(ebullated bed), 연속 교반 탱크 반응기(CSTR), 슬러리층, 및 이동층 반응기를 포함하는 다양한 반응기에서 실시될 수 있다. 상기 공정의 이점은 다양성 및 촉매 반응이 진행될 수 있는 비교적 넓은 조건 범위이고, 따라서 정제소 운영자에게 정제소의 배터리 제한 내에서 주어진 시간에 사용할 수 있는 반응기 중에서 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
액체 및 기체 산화제 모두가 본 공정에 의해 사용될 수 있다. 공정에 사용하기에 적합한 것으로 확인된 산화제는 알킬 하이드로퍼옥사이드, 아릴 하이드로퍼옥사이드, 디알킬 퍼옥사이드, 및 디아릴 퍼옥사이드를 포함한다. 유기 퍼옥사이드는 일반식을 갖는다:
R1-O--O--R2, (1)
여기서 R1 및 R2는 같거나 상이한 알킬기 또는 아릴기이다. 또한, 다음 일반식의 퍼옥시산이 유용하다:
Figure pct00001
(2)
여기서 R은 알킬기이다.
특정 미리 결정된 작동 조건하에서 사용하기 위한 다른 유기 퍼옥사이드 및 하이드로퍼옥사이드의 선택은 당업계의 기술 범위 내에 있다.
적절한 기체 산화제는 산소, 공기, 및 아산화질소를 포함하는, 질소 산화물을 포함한다.
주기율표의 IUPAC 4-10 족으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 균일한 유용성 촉매 및 불균일 고체 촉매 모두 사용될 수 있다. Mn, Co, Fe, Cr Ni, Ti, Zr, W, V 및 Mo를 함유하는 균일 또는 불균일 촉매가 바람직하다. 적합한 산화 촉매 화합물의 예는 몰리브덴 헥사카보닐, 몰리브덴 아세틸아세톤, MoO3, Fe2O3, V2O5, ZrO2, TiO2을 포함한다. 추가 구현 예에서, 산화 반응 촉매는 전이 금속 산화물의 염을 포함하고, 여기서 염은 텅스텐산나트륨을 포함하나 이제 제한되지 않는 Na+, K+, Ca++, Mg++, 또는 이들의 조합과 같은 주기율표의 IUPAC 1 및 2족으로부터 선택된다.
촉매의 유형, 즉 균일 또는 불균일, 및 산화제, 액체 또는 기체, 및 반응기의 유형의 선택은 당업계의 기술 범위 내에 있다. 선택은 정제소의 배터리 한계 내에서 장비의 가용성을 기반으로 할 수 있으며, 사용할 수 있는 촉매 및 산 상 전이제 또는 촉진제는 다른 관련 없는 정제 공정에서 사용된다.
현재 공정은 동일한 번호가 동일 및 유사 요소를 지칭하기 위해 사용되는 다음의 도면을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
도 1은 균일 촉매를 이용하는 산화 공정의 일 구현 예의 단순화된 개략도이고;
도 2는 불균일 촉매를 이용하는 공정의 또 다른 구현 예의 단순화된 개략도이며; 및
도 3은 공급원료 및 공급원료의 산화된 생성물에 대한 시뮬레이션된 증류 곡선의 플롯이다.
이제 도 1을 참조하면, 분해된 가솔린을 함유하는 위에 기술된 것과 같은 소스(11) 유래의 공급원료 및 액체 산화제(12)는 2-상 산화 반응기(10)에 첨가되는 본 개시에 따른 공정이 예시된다. 하나 이상의 가용화된 균일 촉매(13) 및, 선택적으로, 산 상 전이제(13A)는 산화 반응기(10) 내로 도입되고, 여기서 이들은 분해된 가솔린(11)에 존재하는 올레핀이 각각의 산화물 형태로 촉매적으로 산화되기에 충분한 시간 동안 완전히 혼합된다.
상기 혼합은 미리 결정된 시간 동안, 공급원료(11)에 존재하는 올레핀계 화합물의 전부 또는 실질적으로 전부의 산화를 허용하는 조건 하에서 산화 반응기(10)에서 계속된다. 액체 산화제를 사용하는 균일하게 촉매화된 산화 반응에 적합한 작동 조건은 20℃ 내지 100℃, 바람직하게는 20℃ 내지 80℃, 및 가장 바람직하게는 20℃ 내지 60℃ 범위의 온도, 및 1 bar 내지 10 bar, 바람직하게는 1 내지 5 bar, 및 가장 바람직하게는 1 내지 3 bar의 압력이다.
이후 반응 혼합물은 탄화수소로부터 물의 분리를 위해 2-상 액체-액체 분리기(20)로 이동된다. 예시된 바와 같이, 수성상은 침전되고, 수성 스트림(16)으로서 회수된다. 탄화수소는 처리된 탄화수소 스트림(15)으로서 액체-액체 분리기(20)로부터 이동되어, 분리 존(30) 내로 도입된다. 분리 존(30)은 스트리퍼, 분별기, 또는 플래시 유닛, 또는 이들 장치의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
36℃ 내지 180℃ 범위에서 비등하는 보다 경질의 가솔린 블렌딩 성분(17)은 분리 존(30)의 보다 상부로부터 제거되고, 180℃ 내지 370℃의 범위에서 비등하는 보다 중질의 디젤 블렌딩 성분(18)은 분리 존(30)의 보다 하부로부터 제거된다. 분리된 성분은 가솔린 블렌딩 풀 및 디젤 블렌딩 풀로 각각 보내진다.
이제 도 2의 단순화된 개략도를 참조하여, 하나 이상의 불균일 촉매를 사용하는 본 개시에 따른 공정이 설명될 것이다. 고체 촉매(13)는 2-상 산화 반응기(100)로 미리 로딩되고, 분해된 가솔린 공급원료(11), 액체 산화제(12), 및 선택적으로, 산 상 전이제(13A)는 산화 반응기의 탑으로 도입되고, 예시된 바와 같이, 반응기(100) 내에 있는 동안 모든, 또는 실질적으로 모든 올레핀계 화합물의 산화에 영향을 미치기에 충분한 미리 결정된 속도로 고체 촉매(13)를 통해 하향으로 흐른다.
당업자가 이해하는 바와 같이, 반응 생성물 및 물을 함유하는 탄화수소 스트림의 도 2의 다운스트림 공정 단계는 도 1과 관련하여 위에 기재된 것과 동일하다.
하나 이상의 기체상 산화제가 사용되는 경우, 기체 산화제는 기체가 작은 기포, 바람직하게는 미세 기포의 형태로 액체 혼합물과 밀접하게 접촉하는, 반응기(10) 대신에, 기체 분배 반응기(미도시) 내로 도입된다. 액체-액체 분리 용기(20)는 기체-액체 분리 용기로 교체되고, 분리된 나머지 산화제 기체는 산화 반응기(10)로 재순환된다.
액체 산화제를 사용하는 고체 촉매-함유 반응기(100)에서 불균일하게 촉매화된 산화 반응에 적합한 작동 조건은 20℃ 내지 100℃ 범위의 온도 및 1 bar 내지 30 bar 범위의 압력이다.
산화제는 촉매 반응기에 직접 첨가되거나, 예컨대 US 2013 026062에 개시되고, 개시 전체가 참조로서 병합되는 유기 퍼옥사이드의 인 시튜 형성과 같은, 공지의 방법에 따라 인 시튜 형성될 수 있다. 예를 들어, 유기 퍼옥사이드 또는 퍼옥사이드들의 인 시튜 생성은 올레핀계 중질 나프타 탄화수소 스트림을 수용하기 위한 유입구, 가스 산화제 스트림을 수용하기 위한 가스 유입구, 및 유기 퍼옥사이드 및 임의의 미반응된, 미전환된 또는 부분적으로 미전환된 탄화수소 및 유기 황 및 유기 질소 화합물을 포함하는 헤테로원자-함유 탄화수소를 포함할 수 있는 유출물을 배출하기 위한 산화제 유출구를 포함하는 장치에서 수행될 수 있다. 유기 퍼옥사이드 생성 장치는 유기 퍼옥사이드의 생성을 촉진하는데 효과적인 불균일 촉매 물질의 양을 함유한다. 대안적인 구현 예에서, 불균일 촉매와 함께, 상기 장치는 유기 퍼옥사이드의 생성을 촉진하는데 또한 효과적인 액체 스트림에 균일 촉매의 농도를 함유하는 또 다른 스트림을 수용하기 위한 유입구를 또한 포함할 수 있다. 다른 구현 예(미도시)에서, 균일 촉매만이 유기 퍼옥사이드의 생성을 촉진하기 위해 사용된다.
대안적인 공정(미도시)에서, 기체 산화제 및/또는 균일 촉매는 올레핀-풍부 스트림과 혼합될 수 있고, 상기 혼합된 피드는 유기 퍼옥사이드 생성 장치에 충전된다.
추가의 대안적인 공정(미도시)에서, 혼합기는 유기 퍼옥사이드 생성 장치 내로 도입되기 전에 기체 산화제, 올레핀-풍부 분획, 및 균일 촉매가 혼합되는 퍼옥사이드 생성 장치의 업스트림에 있는 용기에 제공될 수 있다.
실시 예
실험실-규모의 실시 예에서, 20g의 FCC 나프타의 샘플은 수용액 내 0.3g의 텅스텐산나트륨(Na2WO4.2H2O)을 이용하여, 1.3g의 아세트산, 및 24g의 과산화수소를 함유하는 용기에서 산화되었다. 혼합물은 라운드 바텀 플라스크에서 교반되었고, 20℃에서 60분 동안 반응되었다. 반응 혼합물은 시스템으로부터의 임의의 증기 방출을 방지하기 위해 환류(reflux) 조건에서 유지되었다. 60분이 끝날 때, 상기 환류가 중지되었고, 탄화수소상은 수성상으로부터 분리되었다.
공급원료 및 생성물은 ASTM D2887에 따라 시뮬레이션된 증류에 의해 분석되었고, 그 결과는 도 3의 도표 플롯에 제시되어 있다. 도시된 바와 같이, 최상단 라인은 촉매 산화 반응 후 FCC 나프타 스트림의 플롯이고, 바로 아래 라인은 미처리된 FCC 나프타 스트림의 원래 비점의 플롯이다. 바텀 라인은 미처리된 FCC 나프타 및 산화된 FCC 나프타 생성물 스트림 사이의 비점 온도 증가의 X-축을 따른 독립적인 플롯이며, 여기서 수치는 각 데이터 포인트에서 섭씨로 비점의 증가를 나타낸다. 각각의 플롯 라인을 따라 주어진 임의의 포인트에서, 산화된 FCC 나프타 및 미처리된 스트림의 플롯 사이의 수평 거리는 각각의 스트림에서 가솔린으로부터 디젤 범위 블렌딩 성분으로의 중량 시프트의 백분율에 해당한다.
도 3의 플롯에 의해 도시된 바와 같이, 가솔린 비등 범위 물질의 14 W%가 디젤 비등 범위 성분으로 시프트한, 비점의 명백한 시프트가 있다. 따라서, 중간 증류 연료에 대한 증가하는 수요를 충족시키는 문제는 가솔린 범위 생성물을 증류물 연료, 또는 디젤 범위로 시프트시켜, 증류물 연료의 생성을 증가시키는 본 발명에 의해 해결된다.
FCC 나프타 가솔린 및 산화된 탄화수소 생성물은 파라핀(n-P), 이소파라핀(i-P), 올레핀(O), 나프텐(N) 및 방향족(A)에 대해 PIONA 분석을 받았고, 결과는 각각 표 1 및 2에 보고되어 있다.
알 수 있는 바와 같이, 올레핀 함량은 31.5 W%에서 18.5 W%로 감소되었고, 이는 산화 반응의 정도를 나타낸다.
FCC 가솔린의 PIONA 분석
C# n-P i-P O N A
4 1.0 0.6 1.4 0.0 0.0 3.0
5 0.8 5.2 8.5 0.1 0.0 14.6
6 0.6 5.3 6.0 1.3 0.8 14.0
7 0.7 4.2 6.4 2.2 2.1 15.6
8 0.8 3.9 2.4 2.5 5.1 14.8
9 0.3 2.7 1.0 1.3 6.1 11.3
10-14 1.0 5.0 5.7 1.1 14.0 26.8
5.2 26.7 31.5 8.4 28.2 100.0
산화된 FCC 가솔린의 PIONA 분석
C# n-P i-P O N A
4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
6 0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.2
7 0.0 0.0 0.2 0.1 0.6 0.9
8 0.7 1.5 1.5 1.5 7.3 12.5
9 0.5 3.7 2.1 2.0 13.5 21.9
10-14 2.4 11.4 14.4 2.2 34.1 64.5
3.6 16.6 18.3 5.8 55.6 100.0
상기로부터 이해될 것인 바와 같이, 본 공정에 따른 올레핀계 중질 나프타 정제 스트림의 촉매 산화는 가솔린 범위로부터 디젤 범위로 피드스트림의 비점을 시프트시키고, 디젤 연료에 대한 시장 수요의 증가를 충족시키기 위해 정제소 운영자가 상대적으로 빠르고 효율적으로 슬레이트를 변경하는 것을 허용한다. 상기 공정에 의해 생성된 산소-함유 디젤 블렌딩 성분으로부터 실현되는 추가적인 이점은 디젤 연료 생성물의 최종 블렌드에서 윤활성 첨가제에 대한 필요의 감소 또는 제거를 결과하는 옥시게네이트의 윤활 특성이다.
본 발명이 다양한 실시 예 및 구현 예를 참조하여 설명되었지만, 다른 수정 및 변형은 위의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이고, 발명에 대한 보호 범위는 다음의 청구항에 의해 결정되어야 한다.

Claims (31)

  1. 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정으로서,
    상기 공정은,
    a. 올레핀계 중질 나프타 탄화수소 공급원료를, 모든 또는 실질적으로 모든 공급원료 내 올레핀계 화합물을 산화시켜 이들의 산화물을 형성하기에 충분한 미리 결정된 시간 동안, 반응기에서 액체 산화제 및 산화 촉매와 접촉시키는 단계;
    b. 반응 혼합물을 수성 분리 존으로 이동시키고, 수성상을 탄화수소 반응 혼합물로부터 분리하고, 상기 수성상을 배출하는 단계;
    c. 상기 탄화수소 반응 혼합물을 회수하여 탄화수소 분리 존으로 이동시키고, 가솔린 범위 블렌딩 성분을 디젤 범위 블렌딩 성분으로부터 각각의 비점 범위에 기초하여 분리하는 단계; 및
    d. 디젤 범위 블렌딩 성분을 회수하는 단계를 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급 원료는 접촉 분해 유닛(catalytic cracking unit) 또는 열 분해 유닛으로부터 유래되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉 분해 유닛은 유동화 접촉 분해(FCC) 유닛인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 올레핀계 중질 나프타 탄화수소 공급원료는 가솔린을 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  5. 청구항 4에 있어서,
    FCC 가솔린은 36℃ 내지 240℃ 범위에서 비등하는 파라핀, 방향족, 올레핀, 및 나프텐을 포함하는 탄화수소의 혼합물인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 열 분해 유닛은 딜레이드 코킹 유닛(delayed cocking unit)인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 액체 산화제는 수용액에 있고, 상기 반응 혼합물은 산 상 전이제(acid phase transfer agent)를 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 액체 산화제는
    과산화수소, 유기 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥사이드, 퍼옥시산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화 촉매는 주기율표의 IUPAC 4-10 족의 금속을 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화 촉매는 나트륨 텅스테이트, 몰리브덴 아세틸아세톤, 및 몰리브덴 헥사카보닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 유용성 균일 촉매(oil soluble homogeneous catalyst)인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 반응은 2-상 산화 반응기에서 수행되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 산화 반응기는 고정층 반응기 또는 연속 교반 탱크 반응기인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화 촉매는 지지체 및 주기율표의 IUPAC 4-10 족으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 고체 불균일 촉매인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 반응은 고정층, 비등층(ebullated bed), 슬러리층 및 이동층 반응기로 이루어진 군으로부터 선택되는 3-상 반응기에서 수행되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  15. 청구항 1에 있어서,
    올레핀의 촉매 산화에 의해 형성되는 산화물은 옥시게네이트(oxygenates)인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  16. 청구항 15에 있어서,
    반응 혼합물에서 형성되는 옥시게네이트는 디젤 연료 블렌딩 성분의 윤활성을 증가시키는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  17. 청구항 1에 있어서,
    올레핀의 촉매 산화에 의해 형성되는 산화물은 올레핀의 에폭사이드인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  18. 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정으로서,
    상기 공정은,
    a. 올레핀계 중질 나프타 탄화수소 공급원료를, 모든 또는 실질적으로 모든 공급원료 내 올레핀계 화합물을 산화시켜 이들의 산화물을 형성하기에 충분한 미리 결정된 시간 동안, 산화 반응기에서 기체 산화제 및 산화 촉매와 접촉시키는 단계;
    b. 액체 반응 혼합물 및 임의의 미반응된 기체 산화제를 분리 존으로 이동시키고, 임의의 기체 산화제 및 수성상을 탄화수소 반응 혼합물로부터 분리하고, 상기 기체 산화제 및 수성상을 배출하는 단계;
    c. 상기 탄화수소 반응 혼합물을 회수하여 탄화수소 분리 존으로 이동시키고, 가솔린 범위 블렌딩 성분을 디젤 범위 블렌딩 성분으로부터 각각의 비점 범위에 기초하여 분리하는 단계; 및
    d. 디젤 범위 블렌딩 성분을 회수하는 단계를 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  19. 청구항 18에 있어서,
    공급원료는 접촉 분해 유닛 또는 열 분해 유닛으로부터 유래되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  20. 청구항 19에 있어서,
    접촉 분해 유닛은 유동화 접촉 분해(FCC) 유닛인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  21. 청구항 19에 있어서,
    올레핀계 중질 나프타 탄화수소 공급원료는 가솔린을 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  22. 청구항 19에 있어서,
    FCC 가솔린은 36℃ 내지 240℃의 범위에서 비등하는 파라핀, 방향족, 올레핀, 및 나프텐을 포함하는 탄화수소의 혼합물인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  23. 청구항 19에 있어서,
    열 분해 유닛은 딜레이드 코킹 유닛인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  24. 청구항 18에 있어서,
    산화제는 산소, 공기, 질소 산화물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  25. 청구항 18에 있어서,
    산화 촉매는 텅스텐산나트륨, 몰리브덴 아세틸아세토네이트, 몰리브덴 헥사카보닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 유용성 균일 촉매인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  26. 청구항 18에 있어서,
    산화 반응기는 고정층 촉매 반응기이고, 탄화수소 공급원료는 촉매층의 탑으로 도입되고, 산화제는 상기 공급원료와의 향류(counter-current flow)식 접촉을 위해 반응기의 바텀으로 도입되며, 및 산화된 반응 생성물 및 임의의 부분적으로 전환되거나 또는 미전환된 공급원료는 반응기의 바텀으로부터 회수되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  27. 청구항 18에 있어서,
    산화 촉매는 지지체 및 주기율표의 IUPAC 4-10 족으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  28. 청구항 18에 있어서,
    반응은 고정층, 비등층, 슬러리층, 및 이동층 반응기로 이루어진 군으로부터 선택되는 3-상 반응기에서 수행되는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  29. 청구항 18에 있어서,
    올레핀의 촉매적 산화에 의해 형성된 산화물은 옥시게네이트인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  30. 청구항 29에 있어서,
    반응 혼합물에 형성된 옥시게네이트는 디젤 연료 블렌딩 성분의 윤활성을 증가시키는, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
  31. 청구항 18에 있어서,
    옥시게네이트의 촉매적 산화에 의해 형성된 산화물은 올레핀의 에폭사이드인, 디젤 연료 블렌딩 성분을 생성하기 위한 통합된 정제 공정.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2091758B (en) * 1980-12-31 1984-02-22 Chevron Res Process for upgrading hydrocarbonaceous oils
US6827845B2 (en) * 2001-02-08 2004-12-07 Bp Corporation North America Inc. Preparation of components for refinery blending of transportation fuels
US6736963B2 (en) 2001-07-31 2004-05-18 Bp Corporation North America Inc. Multiple stage process for removal of sulfur from components for blending of transportation fuels
CN1237153C (zh) 2002-03-01 2006-01-18 中国石油天然气股份有限公司 含烯烃汽油叠合生产低凝柴油的方法及催化剂
US7153414B2 (en) 2002-12-10 2006-12-26 Petroleo Brasileiro S.A.-Petrobras Process for the upgrading of raw hydrocarbon streams
US20050218038A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Nero Vincent P Pre-treatment of hydrocarbon feed prior to oxidative desulfurization
US8016999B2 (en) 2004-05-31 2011-09-13 Agency For Science, Technology And Research Process for removing sulfur from fuels
US8536083B2 (en) 2004-09-01 2013-09-17 Shell Oil Company Olefin epoxidation process, a catalyst for use in the process, a carrier for use in preparing the catalyst, and a process for preparing the carrier
EP1911737A1 (en) 2006-10-12 2008-04-16 Kocat Inc. Process for preparing an organic acid or its derivatives using a homogeneous MC-Type catalyst an O2/CO2 mixture
US20110152547A1 (en) 2009-12-17 2011-06-23 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing olefin oxide
CA2804312A1 (en) 2010-07-20 2012-01-26 Auterra, Inc. Oxidative desulfurization using a titanium(iv) catalyst and organohydroperoxides
US9574144B2 (en) 2010-09-07 2017-02-21 Saudi Arabian Oil Company Process for oxidative desulfurization and denitrogenation using a fluid catalytic cracking (FCC) unit
US9005433B2 (en) 2011-07-27 2015-04-14 Saudi Arabian Oil Company Integrated process for in-situ organic peroxide production and oxidative heteroatom conversion
US20150210949A1 (en) 2012-07-31 2015-07-30 Cetamax Ventures Ltd. Methods and Systems for Combined Oxidative and Hydrotreatment of Hydrocarbon Fuel
US10053401B1 (en) 2017-02-16 2018-08-21 Saudi Arabian Oil Company Process for recovery of light alkyl mono-aromatic compounds from heavy alkyl aromatic and alkyl-bridged non-condensed alkyl aromatic compounds

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