KR20220049490A - 올레핀 제조를 위한 구성 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
- C10G47/24—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles
- C10G47/30—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles according to the "fluidised-bed" technique
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
- C10G49/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00 characterised by the catalyst used
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
- C10G49/22—Separation of effluents
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- C10G55/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
- C10G55/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
- C10G55/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/12—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G67/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only
- C10G67/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only
- C10G67/04—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only including solvent extraction as the refining step in the absence of hydrogen
- C10G67/0454—Solvent desasphalting
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- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
- C10G69/14—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural parallel stages only
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/16—Preventing or removing incrustation
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
- C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
- C10L1/08—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition
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- B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
- B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
- B01D19/0057—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused the centrifugal movement being caused by a vortex, e.g. using a cyclone, or by a tangential inlet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00027—Process aspects
- B01J2219/0004—Processes in series
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- C10G1/006—Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
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- C10G2300/201—Impurities
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- C10G2300/201—Impurities
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- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
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- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4081—Recycling aspects
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- C10G2300/80—Additives
- C10G2300/805—Water
- C10G2300/807—Steam
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10G2400/20—C2-C4 olefins
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- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/22—Higher olefins
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/30—Aromatics
Abstract
본원의 공정은 다양한 탄화수소 공급물을 열적 분해하는데 사용될 수 있고, 원유에서 화학물질로의 공정을 원유의 관점에서 매우 유연하게 만들면서 정제소를 완전히 제거할 수 있다. 본원 구현예에서는, 원유는 적어도 경질 및 중질 분획으로 꾸준히 분리될 수 있다. 경질 및 중질 분획의 품질에 따라, 이들은 고정층 수소화전환 장치, 유동화 촉매 전환 장치 또는 부동층 반응기를 사용하는 잔여물 수소화분해 장치를 포함하는, 3개의 업그레이드 운전 중 하나로 보내진다. 업그레이드 운전의 생성물은 증기 분해기의 공급물로 사용될 수 있다.
Description
본원 구현예는 원유 및 저가 중질 탄화수소 흐름으로부터 올레핀 및 방향족 화합물과 같은 석유화학제품을 제조하는 공정 및 시스템에 관한 것이다.
원유의 고비점 화합물은 증기 분해기로 보내지면 심각한 작동 문제를 일으킬 수 있다. 고비점 화합물은 대부분 높은 아스팔텐 함량으로 인해 코크스를 형성하는 경향이 있다. 따라서, 고비점 화합물은 전형적으로 더 가벼운 분획을 증기 크래커 또는 방향족 컴플렉스와 같은 다른 석유화학 유닛으로 보내기 전에 제거된다. 그러나 제거 공정은 제거된 고비점 화합물이 저가 연료유로만 판매될 수 있기 때문에 전체 공정의 자본 비용을 증가시키고 수익성을 낮춘다. 또한, 공정 하류의 증기 분해기 로(furnace)에 유해한 HPNA의 상당한 형성 없이 진공 잔여물을 전환하는 것은 현재까지 도전 과제였다.
USP 3,617,493은 원유가 증기 분해기의 대류 구역으로 보내진 다음, 분리 구역으로 보내지는 공정을 기재하고 있고, 약 450℉미만에서 끓는 공급물의 부분은 공급물의 나머지로부터 분리된 후, 증기와 함께 증기 분리기의 고온 부분으로 보내지고 분리 조건에 적용된다.
USP 4,133,777은 공급유가 처음에 HDM 촉매의 고정층을 통해 세류 흐름(trickle flow)으로 아래쪽으로 흐른 다음, 선택된 6족 및 8족 금속을 함유하는 촉진된 촉매의 고정층을 통해 아래쪽으로 통과하는 공정을 교시하고, 이러한 조합 공정에서는 수소화분해가 거의 발생하지 않는다.
USP 5603824는 나프타 부산물의 높은 옥탄가를 보존하고 증류물 수율을 최대화하면서 황 함량 및 85% 점(85% point)을 감소시키기 위해 증류물 범위에서 끓는 황 화합물을 함유하는 왁스상 탄화수소 공급물 혼합물을 업그레이드하는 공정을 개시하고 있다. 이 공정은 2개 이상의 촉매 층과 층 사이의 층간(inter-bed) 재분배기를 가지는 단일 하향류 반응기를 사용한다. 최상부 층은 수소화분해 촉매, 바람직하게는 제올라이트 베타를 함유하고 하부층은 탈납 촉매, 바람직하게는 ZSM-5를 함유한다.
USP 3,730,879는 원유 또는 환원 분획의 수소화탈황을 위한 2층 촉매 공정(two-bed catalytic process)을 개시하고 있으며, 여기서 1층 촉매의 총 기공 부피의 적어도 50%는 100-200옹스트롬 직경 범위의 기공으로 이루어진다.
본원 구현예는 원유 및 저가 중질 탄화수소 흐름으로부터 올레핀 및 방향족 화합물과 같은 석유화학제품을 제조하는 공정 및 시스템에 관한 것이다.
USP 3,876,523은 신규 촉매 및 잔류 분획을 포함하는 탄화수소 오일을 촉매적으로 탈금속화 및 탈황화하는 공정을 기재하고 있다. 여기에 기술된 공정은 알루미나 상에 콤플렉스화된 코발트 및 몰리브덴 산화물과 같은 수소화 성분을 포함하는 촉매를 이용한다. 이 촉매는 잔류 분획의 탈금속화에 매우 효과적이며 흐름에 대한 시간에 따른 안정성이 우수하지만, 이 촉매가 상이한 임계 특성을 갖는 제 2 촉매와 조합하여 특정 방식으로 사용될 때 그 유용성이 현저하게 향상된다. 미국 특허 제3,876,523호에 기재된 유형의 촉매는 제 1 촉매로 지칭될 것이며, 이 제 1 촉매는 상이한 특성을 갖는 제 2 촉매의 상류에 위치하는 것으로 이해되어야 한다.
USP 4,153,539는 경질 탄화수소 분획의 수소처리, 접촉 개질, 고정층 알킬화 공정 등에 암포라 입자를 사용할 때 수소처리 또는 수소화분해 공정에서 개선된 수소 이용률 및/또는 목적 생성물의 더 높은 전환율이 얻어진다고 개시하고 있다.
USP 4,016,067은 탄화수소 오일, 바람직하게는 잔류 분획이 촉매적으로 수소처리되어 금속과 황 모두를 매우 효과적으로 제거하고 오일을 서로 다른 특성의 2개의 촉매와 순차적으로 접촉시킴으로써 촉매 시스템의 특히 느린 에이징(aging)를 개시한다고 개시하고 있다. 제 2 촉매의 상류에 위치한 제 1 촉매는 이의 기공 부피의 60% 이상의 기공의 지름이 100Å초과인 점 및 이후에 명시된 기타 특성을 가지는 것을 특징으로 한다. 제 1 촉매에 대해 하류에 위치하는 제 2 촉매는 이의 기공 부피의 대부분의 기공의 지름이 100Å미만인 점을 가지는 것을 특징으로 한다.
USP 4,016,067의 이중 촉매 장치는 금속 및/또는 황 함량이 특정 적용에 바람직하지 않게 높은 임의의 탄화수소 오일을 탈금속화 및/또는 탈황화하는 데 사용된다. 이중 촉매 장치는 촉매 분해 또는 코킹을 위한 저 금속 및/또는 저황 함량 공급원료를 제조하는 데 특히 효과적이다. 금속과 황을 제거하는 공정에서, 탄화수소 오일은 수소가 부수적으로 풍부하여 이러한 공정 중 하나에 훨씬 더 적합한 충전원료가 된다.
일반적으로, 전체 원유를 전환하는 이들 및 기타 선행 공정은 일반적으로, 원유의 50% 미만을 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐 및 경질 방향족 화합물과 같은 석유화학제품을 포함하는 보다 바람직한 최종 생성물로 전환시킨다. 일반적으로, 전체 원유의 20%가 처리 과정에서 먼저 제거되어, 전환하기 어려운 가장 무거운 성분을 제거한다. 전체 원유의 약 20%는 일반적으로 열분해유로 전환되고 약 10%는 메탄으로 과도하게 전환된다.
전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀 및/또는 방향족 탄화수소를 제조하는 공정으로서, 상기 공정은, 전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는 단계; 고비점 분획을 용매 탈아스팔트화 유닛에서 분리하여 탈아스팔트화유 분획 및 피치(pitch) 분획을 제조하는 단계; 중비점 분획 및 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는 단계; 수소처리된 유출물 및 저비점 분획을 증기 분해기로 공급하여 그 내부의 탄화수소를 하나 이상의 경질 올레핀 및 열분해유로 전환하는 단계를 포함한다.
전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀을 제조하는 시스템으로서, 상기 시스템은: 전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는, 분리 유닛; 상기 고비점 잔여물 분획을 탈아스팔트화 하고, 탈아스팔트화유 분획 및 피치 분획을 제조하는, 용매 탈아스팔트화 유닛; 상기 중비점 분획 및 상기 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는, 컨디셔닝 시스템; 상기 수소처리된 유출물 및 상기 저비점 분획을 하나 이상의 올레핀 및 열분해유로 전환하는, 증기 분해기 유닛;을 포함한다.
다른 양태 및 이점은 하기 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백할 것이다.
도 1은 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
도 2는 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
도 3은 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
도 4는 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
도 2는 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
도 3은 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
도 4는 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도이다.
본원에서 사용된 용어 "석유화학제품"은, 경질 올레핀 및 디올레핀 및 C6-C8 방향족을 포함하는 탄화수소를 지칭한다. 따라서 석유화학제품은 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 부타디엔, 펜텐, 펜타디엔뿐만 아니라, 벤젠, 톨루엔 및 크실렌을 포함하는 탄화수소를 지칭한다. 석유화학제품의 하위 집합을 언급하면서, 본원에서 사용된 용어 "화학물질"은 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 1-부텐, 이소부틸렌, 벤젠, 톨루엔 및 파라-자일렌을 지칭한다.
수소처리는 촉매 공정으로, 일반적으로 자유 수소의 존재 하에 수행되며, 여기서 탄화수소 공급원료를 처리하는 데 사용되는 주요 목적은 공급원료로부터 다양한 금속 오염 물질(예를 들어, 비소), 헤테로원자(예를 들어, 황, 질소 및 산소), 및 방향족 화합물을 제거하는 것이다. 일반적으로, 수소처리 작업에서, 탄화수소 분자의 분해(즉, 더 큰 탄화수소 분자를 더 작은 탄화수소 분자로 분해)가 최소화된다. 본원에 사용된 용어 "수소처리"는 공급물 흐름이 촉매의 존재 하에 수소 가스와 반응하여 환원 과정을 통해 공급물 흐름(예를 들어, 대기 탑저)에서 황, 질소, 산소 및/또는 금속(예를 들어, 니켈 또는 바나듐)과 같은 불순물을 제거하는 정제 공정을 지칭한다. 수소처리 공정은 수소처리기에 대한 공급물의 유형에 따라 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 경질 공급물(예를 들어, 나프타)에는 불순물 유형이 거의 포함되어 있지 않은 반면, 중질 공급물(예를 들어, ATB)에는 일반적으로 원유에 존재하는 다양한 중질 화합물을 보유한다. 중질 화합물을 가지는 것 외에도, 중질 공급물의 불순물은 경질 공급물에 존재하는 불순물보다 더 복잡하고 처리하기 어렵다. 따라서 경질 공급물의 수소처리는 일반적으로 더 낮은 반응 강도에서 수행되는 반면, 중질 공급물은 더 높은 반응 압력과 온도를 필요로 한다.
수소분해는 수소화 및 탈수소화가 탄화수소의 분해/단편화, 예를 들어, 중질 탄화수소를 경질 탄화수소로 전환하는 것, 또는 방향족 및/또는 환형 파라핀(나프텐)을 비환 가지형 파라핀으로 전환하는 것을 수반하는 공정을 의미한다.
본원에서 사용된 "컨디셔닝" 및 유사한 용어는 수소화분해 및 수소처리 중 하나 또는 둘 모두에 의한 탄화수소의 전환을 지칭한다. "수첨 분해(destructive hydrogenation" 및 이와 유사한 용어는 탄화수소의 탄화수소 분자 결합의 분해(cracking) 및 나머지 탄화수소 절편의 관련 수소 포화를 지칭하며, 이는 안정한 저비점 탄화수소 오일 제품을 생성할 수 있고, 수소화분해 및 수소처리를 모두 포함할 수 있다.
"API 중력"은 물에 대한 석유 공급원료 또는 제품의 중력을 나타내고, ASTM D4052-11에 의해 결정된다.
컨디셔닝, 분별화 및 증기 분해의 통합은 고효율 설비를 초래할 수 있으며, 일부 구현예에서는 전체 원유의 55% 초과, 60% 초과, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과 또는 85% 초과를 석유화학제품으로 전환시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 컨디셔닝, 분별화, 및 증기 분해의 통합은 고효율 설비를 초래할 수 있고, 일부 구현예에서는 전체 원유의 55% 초과, 60% 초과, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과 또는 85% 초과를 화학물질로 전환시킬 수 있다. 따라서, 본원 구현예는 가장 무겁고 가장 바람직하지 않은 잔류물 성분을 포함하는 공급물을 증발되어 증기 분해기의 복사 섹션으로 통과할 수 있는 성분으로 컨디셔닝하는 시스템 및 공정을 제공하여, 이전 공정의 낮은 석유화학 전환율에 비해 실질적으로 개선될 수 있다.
본원 구현예는 원유 및/또는 저가 중질 탄화수소를 공급물로서 취하고 석유화학제품, 예컨대 경질 올레핀(에틸렌, 프로필렌, 및/또는 부텐) 및 방향족 화합물을 제조하는 공정 및 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원 구현예는 사전 컨디셔닝된 원유 또는 농축물의 열 분해에 의해 올레핀 및 방향족 화합물을 제조하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본원 공정은 전체 원유 및 천연 농축물의 잔사 분획을 컨디셔닝하여 증기 분해기 공급원료로서 유용한 공급원료를 생성할 수 있다.
본원에 개시된 구현예에서 유용한 탄화수소 혼합물은 끓는점 범위를 가지는 다양한 탄화수소 혼합물을 포함할 수 있으며, 여기서 혼합물의 최종 끓는점은 500℃초과, 예를 들어 525℃, 550℃ 또는 575℃초과일 수 있다. 550℃초과에서 끓는 탄화수소와 같은 고비점 탄화수소의 양은 0.1 중량%, 1 중량% 또는 2 중량%만큼 적을 수 있지만 10 중량%, 25 중량%, 50 중량% 또는 그 초과만큼 높을 수 있다. 설명은 전체 원유와 같은 원유에 대해 설명되지만, 임의의 고비점 종점 탄화수소 혼합물을 사용할 수 있다. 그러나, 본원에 개시된 공정은 원유, 농축물 및 비등 곡선이 넓고 종점이 500℃보다 높은 탄화수소에 적용될 수 있다. 이러한 탄화수소 혼합물은 특히 전체 원유, 순수 원유, 수소처리된 원유, 경유, 진공 경유, 난방유, 제트 연료, 디젤, 등유, 가솔린, 합성 나프타, 라피네이트 개질유, 피셔-트로프슈 액체, 피셔-트로프슈 기체, 천연 가솔린, 증류물, 순수 나프타, 천연 기체 농축물, 대기압 파이프스틸 탑저액, 탑저액을 포함한 진공 파이프스틸 흐름, 경유 농축물 까지의 광비점 범위의 나프타, 정유소에서 나오는 중질 비-순수 탄화수소 흐름, 진공 경유, 중유, 대기 잔류물, 수소화분해기 왁스, 및 피셔-트로프슈 왁스를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 탄화수소 혼합물은 나프타 범위 또는 진공 경유 범위 보다 낮거나 높은 범위에서 끓는 탄화수소를 포함할 수 있다.
탄화수소 혼합물의 최종 끓는점이 일부 구현예처럼 550℃초과와 같이 높을 수 있을 때, 탄화수소 혼합물은 올레핀을 제조하는 증기 열분해 반응기에서 직접 처리될 수 없다. 이러한 중질 탄화수소의 존재는 반응기에서 코크스의 형성을 초래하고, 여기서 코크스화는 하나 이상의 대류 구역 예열 코일 또는 과열 코일에서, 복사 코일에서 또는 이송 라인 교환기에서 일어날 수 있으며, 이러한 코크스화는 예컨대 몇 시간 내에 신속하게 발생할 수 있다. 전체 원유는 경제적이지 않기 때문에 일반적으로 상업적으로 분해되지 않는다. 그것은 일반적으로 분별되며 특정 컷만이 증기 열분해 가열기에서 사용되어 올레핀을 제조한다. 나머지는 다른 공정에서 사용된다. 분해 반응은 자유 라디칼 메커니즘을 통해 진행된다. 따라서 고온에서 분해할 때 높은 에틸렌 수율을 얻을 수 있다. 부탄 및 펜탄과 같은 경질 공급물은 높은 올레핀 수율을 얻기 위해 높은 반응기 온도가 필요한다. 경유 및 진공 경유(vacuum gas oil, VGO)와 같은 중질 공급물은 더 낮은 온도가 필요하다. 원유는 부탄에서 VGO 및 잔여물(550℃이상에서 비등하는 물질)에 이르는 화합물의 분포를 포함한다. 고온에서 분리 없이 전체 원유를 처리하면 높은 수율의 코크스(높은 심각도에서 탄화수소 분해 부산물)가 생성되고 반응기가 막힌다. 증기 열분해 반응기는 주기적으로 정지되어야 하고 코크스는 증기/공기 디코킹으로 세척되어야 한다. 올레핀이 생성되는 두 세척 기간 사이의 시간을 실행 길이라고 한다. 전체 원유가 분리 없이 분해되면, 코크스는 대류 구역 코일(유체 기화), 복사 구역(올레핀 생성 반응이 일어나는 곳) 및/또는 이송 라인 교환기(반응이 냉각으로 빠르게 중단되어 올레핀 수율을 보존하는 곳)에서 침착될 수 있다.
본원 구현예에 따른 공정 및 시스템은 공급물 준비 구역, 원유 컨디셔닝 구역, 선택적인 방향족 컴플렉스, 및 증기 분해기를 포함할 수 있다. 공급물 준비 구역은, 예를 들어, 탈염기(desalter)를 포함할 수 있다.
탈염된 원유는 그 다음 컨디셔닝되고, 분해성 공급물이 증기 분해기 및/또는 방향족 컴플렉스로 보내지도록 처리된다. 컨디셔닝 구역을 통하여 작업자는 퍼니스의 적절한 탈코크스화 주기를 유지하면서 화학물질 수율을 최대화할 수 있다. 원유 컨디셔닝 장치의 또 다른 목적은 중질 다핵 방향족(Heavy Polynuclear Aromatics, HPNAs)의 형성을 감소시키면서 아스팔텐의 화학물질 수율을 향상시키는 저비점 성분으로의 완전한 또는 본질적으로 완전한(95%+) 전환을 보장하는 것이다.
따라서 본원 구현예에 따른 공정은 원유의 중질 분획을 고가의 석유화학제품으로 전환할 수 있고, 연료유 풀로 보내지는 탄화수소의 양을 최소화할 수 있으며, 이는 실질적으로 수익성을 증가시킨다. 적게 생산된 연료유 풀은 또한 저유황, IMO 2020 준수 연료유로 업그레이드되어, 제품의 가치를 더욱 높일 수 있다.
위에서 언급한 것처럼, 원유의 고비점 화합물은 주로 이의 높은 아스팔텐 함량 때문에 코크스를 형성하려는 경향에 의해 증기 분해기로 보내졌을 때 심각한 운전 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, 고비점 화합물은 일반적으로 경질 분획을 증기 분해기 및 방향족 컴플렉스와 같은 다른 석유화학 장치로 보내기 전에 제거된다. 제거 공정은 제거된 고비점 화합물이 저가 연료유로만 판매될 수 있기 때문에, 전체 공정의 자본 비용을 증가시키고, 수익성을 낮춘다. 게다가, 공정의 하류에 있는 증기 분해로에 유해한 HPNA의 상당한 형성 없이 진공 잔여물을 전환하는 것은 업계에서 현재까지 문제였다. 본원 구현예에 따른 공정 및 시스템은 이러한 문제를 극복할 수 있다.
본원에 기재된 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소의 전환을 위한 시스템 및 공정의 구성은 석유화학제품의 전환율을 최대화하고 증기 분해기에서의 더 낮은 코크스화 경향을 유지하면서 잔유 전환을 효율적으로 다룰 수 있다. 이는 용매 탈아스팔트화 유닛을 원유 컨디셔닝 유닛으로 통합하여, 고비점 화합물의 저비점 화합물로의 전환을 가능하게 하면서 달성된다.
고정층 원유 컨디셔닝 장치 및 수소화분해기에서와 같은 하나 이상의 원유 컨디셔닝 장치에서의 업그레이드된 원유 흐름은 증기 분해기 및 방향족 컴플렉스(존재하는 경우)에 적합한 공급원료이다. 이는 저가 연료유의 전체 공정 수율 감소 및 고가 올레핀, 디올레핀 및 벤젠, 톨루엔 및 자일렌(Benzene, Toluene, Xylene, BTX)와 같은 방향족 화합물의 수율 증가를 초래할 수 있다.
저비점 분획(예를 들어, 160°C- 분획) 및 중비점 분획(예를 들어, 160-490℃ 분획), 및 고비점 분획(예를 들어, 490℃분획)은 본원에 개시된 공정 및 시스템의 자본 및 운영 비용을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 본원의 많은 구현예에서 3개의 컷을 언급하는 동안, 전형적으로 소량의 고비점 성분을 가지는 응축물 및 다량의 고비점 성분을 가지는 전체 원유는 상이하게 처리될 수 있다는 것이 본 발명자들에 의해 인식된다. 따라서, 넓은 비등 범위의 석유 공급물에 대해 하나, 둘, 세 개 또는 그 이상의 개별 절단을 수행할 수 있으며 각 절단은 최적의 조건에서 개별적으로 처리될 수 있다.
전체 원유를 원하는 분획으로 분리하는 것은 하나 이상의 분리기(증류 컬럼, 플래시 드럼 등)를 사용하여 수행할 수 있다. 일부 구현예에서, 석유 공급물의 분리는 본원에 참조로 포함되는 US20130197283에 개시된 바와 같은 통합 분리 장치(ISD)에서 수행될 수 있다. ISD에서는, 액체에서 원하는 증기 분획을 분리하는 원심 및 사이클론 효과의 조합을 기반으로 ISD에서 저비점 분획의 초기 분리가 수행된다. 그런 다음 고비점 성분으로부터 중간 비점 분획을 분리하도록 추가 분리 단계를 사용할 수 있다.
일반적으로 490°C 초과에서 끓는 탄화수소 성분은 아스팔텐과 Conradson 탄소 잔류물을 포함하므로, 아래에서 자세히 설명하는 것처럼 적절하게 처리해야 한다. 구현예는 160℃분획과 같은 약 90℃℃미만의 분획 및 490℃분획과 같은 약 400℃℃초과의 분획을 포함하는 것으로 설명되지만, 실제 컷 포인트(cut point)는 처리되는 전체 원유 또는 기타 중질 분획의 유형에 따라 달라질 수 있는 것으로 주목한다. 예를 들어, 금속 또는 질소를 낮은 함량으로 포함하는 원유, 또는 예를 들어, 525°C, 540°C 또는 565°C 이하의 온도에서 끓는 다량의 "가공하기 쉬운" 성분의 경우, 본원의 구현의 이점을 여전히 달성하면서 중간/높은 컷 포인트를 증가시키는 것이 가능할 수 있다. 유사하게, 낮은/중간 컷 포인트는 일부 구현예에서 220℃만큼 높을 수 있고, 다른 구현예에서는 250℃만큼 높을 수 있다. 또한, 약 160℃의 낮은/중간 컷 포인트는 중간 분획 탄화수소(중간 컷)를 컨디셔닝하는 고정층 컨디셔닝 반응기와 같은 반응기의 크기 조정(sizing) 및 작동에 이점을 제공할 수 있음이 밝혀졌다. 또한, 응축수와 같은 일부 공급물의 경우 낮은/중간 컷 포인트가 565°C만큼 높을 수 있다. 절단점을 변화시키는 능력은 본 명세서의 실시양태에 따른 공정 계획에 유연성을 추가할 수 있어, 원하는 생성물 혼합물을 여전히 생성하면서 다양한 공급물의 가공을 허용한다.
따라서, 일부 구현예에서는, 경질 컷은 약 90℃이하(예: 90℃분획), 약 100℃이하, 약 100℃이하, 약 110℃이하, 약 120℃이하, 약 130℃이하, 약 140℃이하, 약 150℃이하, 약 160℃이하, 약 170℃이하, 약 180℃이하, 약 190℃이하, 약 200℃이하, 약 210℃이하, 약 220℃이하, 약 230℃이하, 약 240℃이하, 약 250℃이하(약: 250℃분획), 약 300℃이하, 약 350℃이하, 약 400℃이하, 약 500℃이하 또는 약 565℃이하의 비점을 가지는 탄화수소를 포함할 수 있다. 본원 구현예는 또한 상기 언급된 범위의 중간 온도까지의 끓는점을 가지는 탄화수소인 경질 컷을 고려한다.
사용된 분별 메커니즘에 따라, 경질 탄화수소 "컷"은 비교적 깨끗할 수 있으며, 이는 경질 분획이 의도된 타겟 끓는점 보다 높은 온도에서 끓는 화합물을 실질적인 양(본원에서 사용된 바와 같이 >1중량%)으로 가지지 않을 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 160°C- 컷은 160°C 이상에서 끓는 탄화수소 화합물을 실질적인 양으로 가지지 않을 수 있다(즉, >1 wt%). 다른 구현예에서, 위에서 언급한 의도된 타겟 "컷" 온도는 95% 끓는점 온도일 수 있고, 또는 다른 구현예에서는 85% 끓는점 온도일 수 있고, 이는 ASTM D86 또는 ASTM D2887, 또는 진비점(True Boiling Point, TBP) 분석법을 사용하여 측정할 수 있으며, 진비점 분석법은 예를 들어, ASTM D2892에 따르고, 약 400℃초과에서 끓는 것과 같은 중질 흐름에 대해서는 ASTM D7169에 따른다. 이러한 구현예에서, 표시된 "컷" 지점 온도를 초과하는 화합물이 5 중량% 이하 또는 15 중량% 이하로 있을 수 있다. 많은 전체 원유의 경우, 낮은/중간 컷 포인트는 저비점 분획이 약 90℃내지 약 250℃범위의 95% 끓는점 온도를 갖도록 하는 것일 수 있다. 그러나, 응축물과 같은 다른 공급물의 경우, 저비점 분획은 예를 들어 약 500℃ 내지 약 565℃범위의 95% 끓는점 온도를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 컷은 경질 컷 상한 온도(예: 90℃100℃℃℃℃℃°C, 160°C, 170°C, 180°C, 190°C, 200°C, 210°C, 220°C, 230°C, 240°C, 250°C, 300°C, 350°C, 또는 400°C)의 하한으로부터 약 350℃이하, 약 375℃이하, 약 400℃이하, 약 410℃이하, 약 420℃이하, 약 430℃이하, 약 440℃이하, 약 450℃이하, 약 460℃이하, 약 480℃이하, 약 490℃이하, 약 500℃이하, 약 520℃이하, 약 540℃이하, 약 560℃이하, 약 580℃이하의 끓는점을 가지는 탄화수소의 상한까지의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 예를 들어, 160℃의 하한 및 490℃의 상한을 가지는 중간 컷은 160℃내지 490℃컷 또는 분획으로 지칭될 수 있다. 본원 구현예는 또한 중간 컷이 전술한 범위의 중간 온도에서부터 및/또는 중간 온도 까지의 끓는점을 가지는 탄화수소인 것을 고려한다.
사용된 분별 메커니즘에 따라, 중간 컷인 탄화수소 “컷”은 비교적 깨끗할 수 있고, 이는 중간 컷이 의도된 타겟 끓는점 한계보다 낮은 온도에서 끓는 화합물을 실질적인 양(>1 중량%)으로 가지지 않을 수 있거나, 및/또는 높은 온도에서 끓는 화합물을 실질적인 양(>1 중량%)으로 가지지 않을 수 있는 점을 의미한다. 예를 들어, 160°C 내지 490°C은 160°C 미만 또는 490°C 초과에서 끓는 탄화수소 화합물의 실질적인 양을 가지지 않을 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 언급된 의도된 타겟 "컷" 온도는 하한에서 5중량% 또는 15중량% 끓는점 온도 및/또는 상한에서 95% 또는 85% 끓는점 온도일 수 있고, 이는 ASTM D86 또는 ASTM D2887, 또는 진비점(True Boiling Point, TBP) 분석법을 사용하여 측정할 수 있으며, 진비점 분석법은 예를 들어, ASTM D2892에 따르고, 약 400℃초과에서 끓는 것과 같은 중질 흐름에 대해서는 ASTM D7169에 따른다. 그러한 구현예에서, 상기 “컷” 포인트 온도 초과 및/또는 미만인 화합물이 5 중량% 이하 또는 15 중량% 이하로 각각 있을 수 있다.
일부 구현예에서, 중질 컷은 약 350℃초과, 약 375℃초과, 약 400℃초과(예: 400℃분획), 약 420℃초과, 약 440℃초과, 약 460℃초과, 약 480℃초과, 약 490℃초과, 약 500℃초과, 약 510℃초과, 약 520℃초과, 약 530℃초과, 약 540℃초과, 약 560℃초과, 약 580℃초과, 약 590℃초과, 약 600℃초과(예: 600℃분획), 또는 약 700℃초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함할 수 있다. 본원 구현예는 또한 상기 언급된 온도 중간의 온도를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소인 중질 컷을 고려한다.
분별 메커니즘에 따라, 중질 탄화수소 “컷”은 비교적 깨끗할 수 있고, 이는 중질 분획이 의도된 타겟 끓는점 보다 미만에서 끓는 화합물을 실질적인 양(>1 중량%)으로 가지지 않을 수 있는 점을 의미한다. 예를 들어, 490℃컷은 490℃미만에서 끓는 탄화수소 화합물을 실질적인 양으로 가지지 않을 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 언급된 의도된 타겟 “컷” 온도는 95% 끓는점 온도, 또는 다른 구현예에서는 85% 끓는 점일 수 있고, 이는 ASTM D86 또는 ASTM D2887, 또는 진비점(TBP) 분석법을 사용하여 측정할 수 있으며, 진비점 분석법은, 예를 들어, ASTM D2892에 따르고, 약 400℃초과에서 끓는 것과 같은 중질 흐름에 대해서는 ASTM D7169에 따른다. 그러한 구현예에서, 상기 “컷” 포인트 온도 미만인 화합물이 5 중량% 이하 또는 15 중량% 이하로 각각 있을 수 있다.
아래의 실시예는 제한된 온도 범위와 관련하여 제공되지만, 위에 규정된 임의의 온도 범위가 본원에 기재된 공정에서 사용될 수 있다고 예상된다. 또한, 절단점과 관련하여, 아래 실시예에 언급된 것들은 깨끗할 수 있거나, 상기에서 언급한 것처럼, 또는 하한에 대해서 5% 또는15% 끓는점을 나타낼 수 있거나, 또는 상한에 대해서 85% 또는 95% 끓는점을 나타낼 수 있다.
분별 후, 160℃컷과 같은 경질 컷은 추가 처리 후 또는 처리 없이 상기 시스템의 증기 분해기 구역으로 공급될 수 있다. 증기 분해기 구역으로 공급되는 경질 컷은 예를 들어, 경질 나프타 및 경질 탄화수소를 포함할 수 있고, 다른 구현예에서는 중질 나프타 끓는점 범위 탄화수소를 포함할 수 있다.
중간-범위 탄화수소 컷은 수소처리 및/또는 수소화분해 반응기와 같은 하나 이상의 고정층 반응기를 사용하여 컨디셔닝될 수 있고, 이들의 각각은 중간-컷의 탄화수소를 수첨 분해(destructive hydrogenation)한다. 컨디셔닝 반응기는 금속 제거, 황 제거, 질소 제거를 위한 촉매를 포함할 수 있고, 이러한 반응기에서의 컨디셔닝은 전체적으로 탄화수소 성분에 수소를 추가할 수 있으며, 이는 반응기가 석유화학제품을 제조하는 하류를 쉽게 처리하도록 만든다. 예를 들어, 중간-컷 컨디셔닝 구역의 고정층 촉매 시스템은, 탈금속화, 수첨 분해 및 메조포러스 제올라이트 수소화분해 촉매의 다양한 층을 포함하여 중질 물질의 전환을 올레핀 제조에 적합한 고파라핀성 흐름과 방향족 화합물 제조에 적합한 방향족 화합물 풍부 흐름(a rich in aromatics stream)의 밸런스(balance)로 최적화할 수 있다.
일부 구현예에서, 중간-컷을 저-중간 컷 및 고-중간 컷으로 추가로 분리하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 160℃내지 490℃의 끓는점 범위를 가지는 중간-컷은 약 160℃내지 약 325℃의 끓는점 범위를 가지는 저-중간 컷 및 약 325℃내지 약 490℃의 끓는점 범위를 가지는 고-중간 컷으로 분리될 수 있다. 따라서, 컨디셔닝 트레인은 각각의 저- 및 고-중간 컷 각각의 탄화수소 성분을 목적 컨디셔닝된 유출물로 더욱 선택적으로 전환하도록 구성될 수 있고, 여기서 각 트레인은 그 내부의 탄화수소를 수소화 분해하는 바람직한 촉매, 예상되는 공급물 부피 및 촉매 수명을 고려한 반응기 사이징 뿐만 아니라, 증기 분해기 공급원료를 포함하는 나프타 범위로의 바람직한 전환을 달성하는 운전 조건에 기반하여 구성될 수 있다. 유사하게, 중간 컷의 세개 이상의 서브-컷으로의 분리도 고려한다.
용매 탈아스팔트화 유닛에서 490℃+ 탄화수소와 같은 중질 탄화수소를 처리하는 것은, 저가 흐름의 고가 제품으로의 전환율을 향상시킬 수 있다. 용매 탈아스팔트화 유닛은 컨디셔닝 반응기의 운전 길이를 증기 분해기와 맞출 수 있는 성능뿐 아니라, 넓은 범위의 공급물 및 다른 원유를 다룰 수 있어서 작업자가 공정을 조정할 수 있도록 하는 성능과 같은 이익을 더 제공할 수 있다. 생산되는 용매 탈아스팔트화유는 그 다음 추가로 처리, 즉 탈아스팔트화유를 증기 분해기 시스템에서 사용될 수 있도록 컨디셔닝될 수 있다. 그러나, 수소처리 및/또는 수소화분해 촉매의 수명은 원료가 예를 들어 565℃초과에서 끓는 성분을 포함하는 경우와 같이 중질물에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다고 인식된다.
원유 컨디셔닝 시스템은 4개의 목표를 달성하기 위해 설계된다. 첫째, 원유 컨디셔닝 구역은 원유 내의 파라핀 및 나프텐의 농도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 둘째, 컨디셔닝 구역은 원유 내의 다핵 방향족 탄화수소의 농도를 감소시킬 수 있다. 셋째, 컨디셔닝 구역은 원유의 최종 비점(final boiling point, FBP)을 540℃미만으로 낮출 수 있다. 그리고, 넷째, 컨디셔닝 섹션은 원유의 진공 잔류물 분획을 최소화할 수 있다.
본원 구현예는, 중간 및/또는 중질(탈아스팔트화유) 분획을 컨디셔닝할 때, 중질 탄화수소의 목표 전환율을 예를 들어, 디젤보다 가벼운 탄화수소를 형성하는 것으로 할 수 있다. 따라서 수소처리 및 수소화분해 촉매 및 운전 조건은 탄화수소, 또는 이에 대응하는 분획의 탄화수소의 목표 전환율을 나프타 범위 탄화수소가 주성분(>50 중량%)이 되도록 선택될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 구현예에서, 수소처리 및 수소화분해 촉매 및 운전 조건은 탄화수소, 또는 이에 대응하는 분획의 탄화수소 목표 전환율을 증기 분해성 제품이 주성분(>50 중량%)이 되도록 선택될 수 있다. 경질 탄화수소 제품을 목표로 하는 컨디셔닝 섹션에서의 촉매의 사용 및 운전 조건은 증기 분해기의 가동성 및 화학제품의 생산량을 향상시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 490℃컷과 같은 중질 컷의 컨디셔닝은, 565℃ 초과에서 끓는 화합물의 보다 낮은 온도에서 끓는 화합물로의 전환율을 70 중량% 이상으로 초래할 수 있다. 다른 구현예는 565℃ 초과에서 끓는 화합물의 보다 낮은 온도에서 끓는 화합물로의 전환율을 75 중량% 초과, 80 중량% 초과, 또는 85 중량%의 초과로 초래할 수 있다.
일부 구현예에서, 160℃내지 490℃ 컷과 같은 중간 컷의 컨디셔닝은, 내부 탄화수소의 나프타 범위 탄화수소로의 전환율을 50 중량% 초과로 초래할 수 있다. 다른 구현예에서, 중간 컷의 컨디셔닝은, 내부 탄화수소의 나프타 범위 탄화수소로의 전환율을 55 중량% 초과, 60 중량% 초과, 또는 65 중량%, 또는 70 중량% 초과로 초래할 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 컷 및 중질 컷의 집합적 컨디셔닝은, 내부 탄화수소의 나프타 범위 탄화수소로의 전체 전환율을 50 중량% 초과로 초래할 수 있다. 다른 구현예에서, 중간 컷 및 중질 컷의 컨디셔닝은, 내부 탄화수소의 나프타 범위 탄화수소로의 전환율을 55 중량% 초과, 60 중량% 초과 또는 65 중량% 초과로 초래할 수 있다.
그러한 초기 분리 및 컨디셔닝의 결과로서, 일부 구현예에서는, 증기 분해기로의 공급물은 추가 처리 없이 증기 분해기로 직접 공급될 수 있다. 일부 구현예에서는 비점, API, BMCI, 수소 함량, 질소 함량, 황 함량, 점도, MCRT 또는 전체 금속 함량의 하나 이상을 포함하는, 선호하는 특성을 가지는 경질 컷은, 증기 분해기로 직접 공급될 수 있고, 분리가 뒤따를 수 있다. 중간 컷 컨디셔닝에서의 유출물은 본원 구현예에 따른 증기 분해기로 직접 공급될 수 있다. 유사하게, 중질 컷 컨디셔닝에서의 유출물은 본원의 일부 구현예에 따른 증기 분해기로 직접 공급될 수 있다.
본원에 기술된 것과 같은 각각의 분획의 컨디셔닝은, 증기 분해기가 끓는점 범위가 변하는 다중 공급물을 처리하는 동안에도 연장된 기간 동안 작동하도록 할 수 있다. 일부 구현예에서, 증기 분해기는 3년 이상, 다른 구현예에서는 4년 이상, 또 다른 구현예에서는 5년 이상 중단 없이 작동 가능할 수 있다.
또한, 초기 탄화수소의 컷 포인트, 반응기 크기, 촉매 등은 증기 분해기 운전 및 컨디셔닝 공정의 가동 시간이 일치하도록 조절되거나 구성될 수 있다. 촉매 부피, 촉매 종류 및 반응 심각도(reaction severity) 모두 컨디셔닝 장치의 가동 시간을 결정하는 역할을 한다. 또한, 원유 내의 중질 탄화수소의 컨디셔닝 정도는 열 크래커의 코크스화에 영향을 미칠 수 있다. 플랜트 가동시간을 최대화하기 위해, 본원 구현예는 컨디셔닝 시스템이 주어진 공급원료 또는 다양하게 예상되는 공급원료에 대한 증기 분해기와 유사한 예상 가동 시간을 가지도록 하는 전체 시스템의 설계 및 구성을 고려한다. 또한, 본원 구현예는 처리되는 공급원료에 기반하여 컨디셔닝 구역 및 증기 분해기의 가동 시간이 유사하거나, 일치하도록 컨디셔닝 구역 및/또는 증기 분해기에서의 반응 조건(T, P, 공간 속도 등)의 조절을 고려한다.
가동 시간의 일치는 중지 시간을 최소화할 수 있고, 이는 컨디셔닝 반응기에서의 촉매 턴오버(turnover)가 증기 분해기의 탈코크스화와 동시에 진행되는 것과 같다. 컨디셔닝 시스템이 복수의 반응기, 복수종의 반응기를 포함하는 경우, 가동 시간의 일치는 예상되는 증기 분해기 성능을 기반으로 할 수 있다. 또한, 예를 들어, 컨디셔닝 구역에서, 수소처리기가, 수소화분해기 보다 훨씬 긴 가동 시간을 가지는 경우, 컨디셔닝 및 증기 분해 장치의 총 가동 시간이 일치하게 되도록 평행 반응기 트레인 및/또는 바이패스 처리가 사용될 수 있다.
우회 처리는 예를 들어, 보통 보다 가벼운 공급원료를 처리하는 반응기에서 490℃+ 컷을 임시로 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 무거운 공급원료는 보다 가혹한 조건 및 보다 짧은 촉매 수명을 가질것으로 예상되고, 따라서 중질물 촉매 변화 동안 중간-범위 탄화수소 컨디셔닝 반응기에서 중질물(heavies) 임시 처리하는 것은, 전체 원유 공급이 중질물 컨디셔닝 반응기 촉매가 교체되는 동안에도, 중단 없이, 증기 분해기로 연속적으로 공급되도록 할 수 있다. 중간-범위 컨디셔닝 반응기의 구성은 일치된 가동 시간을 위한 전체 시스템을 설계할 때 예상되는 바이패스 처리 또한 고려할 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도가 도시되어 있다.
광비점 중질 탄화수소 공급물, 예를 들어 탈염된 원유(1)는 분리 시스템(3)으로 공급될 수 있다. 분리 시스템(3)은 위에서 설명한 것과 같이, 예를 들어, 분리 및 열 통합을 포함하는 통합 분리 장치(integrated separation device, ISD)일 수 있다. 분리 시스템(3)에서, 탈염된 원유(1)는 (a) 어느 컨디셔닝도 요구하지 않고, 증기 분해기 구역(7)에서 공급물로 사용될 수 있는 160℃분획(5), (b) 컨디셔닝 구역에서 업그레이드되어 증기 분해 구역(7)에서 처리되는데 적합한 고파라핀성 흐름(13)과 같은 경질 탄화수소를 제조할 수 있는 160℃-490℃ 분획(9), (c) 원료에 가장 다루기 힘든 물질을 포함하고, 수소처리기 및/또는 수소화분해기(27)와 관련한 용매 탈아스팔트화 시스템(17)에서 업그레이드되는 490℃분획(15)을 포함하는 세개의 분획으로 분리될 수 있다. 다른 컷 포인트 또한 바람직한 분획 및 내부 탄화수소를 컨디셔닝 및/또는 분해에 바람직한 장치로 보내는데 사용될 수 있다. 용매 탈아스팔트화 시스템(17)은 증기 분해기 구역(7)에서 화학물질로의 전환에 적합한 추가 탄화수소를 제조하는 컨디셔닝 시스템에서 추가로 처리되는데 적합한 피치(19) 및 탈아스팔트화유(21)를 제조할 수 있다. 증기 분해기 구역에서의 공급물의 처리는 특히 이중에서도 하나 이상의 에틸렌, 프로필렌, 및 부텐과 같은 화학물질 흐름(23)뿐만 아니라 고비점 열분해유 분획(25)을 제조할 수 있다.
일부 구현예에서, 중간 컷(160-490℃흐름은 고정층 컨디셔닝 시스템(27)에서 초기에 처리될 수 있다. 490℃+ 흐름은 용매 탈아스팔트화 시스템(17)에서 처리될 수 있고, 이는 탈아스팔트화유를 제조하는 용매 탈아스팔트화 유닛을 하나 이상 포함할 수 있다. 탈아스팔트화유는 컨디셔닝 구역(11)에서 추가로 처리될 수 있고, 컨디셔닝 구역은 도시한 것처럼, 중간 컷을 컨디셔닝하는데 사용된 것과 같은 반응기 또는 용매 탈아스팔트화 시스템으로부터 받은 탈아스팔트화유를 효과적으로 컨디셔닝할 수 있도록 조정된 촉매를 포함할 수 있는 개별 고정층 컨디셔닝 시스템(29, 도 2)을 포함할 수 있다. 고정층 컨디셔닝 반응기(27)로부터 받은 반응 생성물(13)은 그 다음, 경질 올레핀 및 기타 가치 있는 화학물질로 전환하는 증기 분해기 구역(7)에서 공동 처리될 수 있다. 피치는 하나 이상의 하류 공정(미도시)에서 처리될 수 있다.
이제 도 2에 따르면, 본원 구현예에 따른 전체 원유 및 중질 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도가 도시되어 있고, 여기서 같은 숫자는 같은 부분을 나타낸다. 이 구현예에서, 탈염된 전체 원유는 도 1에 대해 위에서 설명한 것과 유사하게 처리된다. 이 구현예에서, 490℃흐름(15)은 용매 탈아스팔트화 시스템(17)에서 처리되고, 탈아스팔트화유(21)는 제 2 고정층 컨디셔닝 시스템(29)에서 처리된다. 중간 및 탈아스팔트화유 분획의 분리된 컨디셔닝은 작업자로 하여금 촉매를 이에 상응하는 공급물에 보다 잘 조정할 뿐 아니라, 적절하게 반응기 사이징을 하도록 한다.
위에서 설명한 것처럼, 고정층 컨디셔닝 시스템(27, 29)은 160-490℃중간 컷 흐름(9) 및 탈아스팔트화유 흐름(21) 각각을 컨디션하는데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 흐름은 같은 수소처리 반응기(도 1과 같은 것)에서 처리될 수 있다. 그러나, 다양한 원유의 공급 원료의 특성으로 인해, 단일 반응기 트레인에서 처리하는 것은 같은 끓는점 범위에서 직선형 Arab Light 또는 Arab Extra Light 원유의 분자 보다 더 많은 방향족 고리를 함유하는 분자를 갖는 흐름을 초래하는 것으로 밝혀졌다. 결과적으로, 수소처리 촉매 수명 및/또는 자본 투자에 부정적인 영향을 가지는 분자를 충분히 포화시키기 위해서는 더 심한 수소처리 조건이 필요할 수 있다. 흐름(21)의 탈아스팔트화유가 흐름(9)의 직선 형태 160-490℃물질과 공동 처리되는 경우, 단일 수소처리 트레인의 처리 시간은 의도치 않게 감소할 것이고, 및/또는 수소처리 촉매 시스템이 재생성 및/또는 재배치를 진행하는 동안 증기 분해기 구역으로의 공급물의 일정한 흐름을 제공하는데 나머지 수소처리 트레인이 요구될 수 있다. 위에서 언급한 것들은 탈염유, 응축물, 바이오제닉 오일, 합성 원유, 타이트 오일, 중질 탄화수소, 환원 탄화수소 및 역청 유래유와 같은 다른 종류의 원유에도 적용 가능하다.
촉매 수명 / 처리 시간의 문제를 완화하기 위해서, 고정층 수소처리 단계는 도 2에 도시한 것처럼, 개별 트레인으로 나누어질 수 있다. 하나의 트레인은 직선 형태의 160-490℃원유를 처리하는데 제공될 수 있고, 그리고 두번째 트레인은 탈아스팔트화유를 처리하는데 제공될 수 있다. 일반적으로, 제 1 수소처리 시스템의 반응기(27)는 두번째 트레인의 반응기(29) 보다 덜 빈번한 처리 시간을 가질 수 있고, 여기서 촉매를 더욱 빈번하게 교체하지만, 직선 형태 160-490℃및 탈아스팔트화유는 제 1 트레인(27) 또는 제 2 트레인(29) 중 어느 곳에서나 혼합되어, 가동 시간을 위한 스페어(spare) 반응기 트레인이 필요하지 않게 될 수 있다. 공급물의 임시적 분리로서, 각각의 반응기 트레인의 영향은 작을 것이고, 따라서 반응기 트레인(27)은 이의 처리기 증기 분해로의 흐름과 일치하도록 설계될 수 있다.
위에서 언급한 것처럼, 일부 구현예에서 다양한 공급원료가 중간/높은 컷 포인트를 490℃에서 545℃로 상승시키는 것과 같이 컷 포인트를 향상시킬 수 있다. 용매 탈아스팔트화 시스템의 처리에 대해서도 마찬가지이고, 여기서 고비점 탄화수소는 탈아스팔트화유와 함께 회수될 수 있고, 증기 분해에 적합한 공급원료로 전환하는 수소처리 반응기로 공급된다. 그러나, 고비점 분획(즉, 490℃또는 545℃분획)을 용매 탈아스팔트화 시스템에서 처리할 때, 낮은 컷 포인트가 보다 선호될 수 있다.
이제 도 3에 따르면, 전체 원유 및 기타 탄화수소를 전환하는 시스템의 단순화된 공정 흐름도가 도시되고, 여기서 같은 숫자는 같은 부분을 나타낸다. 이 구현예에서, 탈염된 전체 원유는 도 2에서 설명한 것과 유사한 방식으로 처리될 수 있다. 이 구현예에서, 열분해유 흐름(25)은 용매 탈아스팔트화 시스템(17)에서 처리될 수 있다. 열분해유는 탄아스팔트화유(21)과 함께 제거될 것이고, 고정층 컨디셔닝 시스템(29)로 공급되며, 궁극적으로는 원유 공급원료(1)의 하나 이상의 화학 제품(23)으로의 전환율을 증가시킬 수 있는 증기 분해기 시스템(7)으로 공급되어 업그레이드 가능한 탄화수소의 양을 증가시킬 수 있다. 열분해유 흐름(25)를 용매 탈아스팔트화 유닛(17)으로 재순환 시키는 것은 고정층 컨디셔닝 시스템(29)이 490℃또는 545℃분획(15)이 실질적으로 피치일 때 건조하게 가동되는 것 또한 예방할 수 있다.
위에서 간단히 언급한 것처럼, 본원 구현예는 원유의 화학물질로의 직접 분해를 가능하게 하여, 에틸렌 및 프로필렌 및 경질 방향족 화합물과 같은 경질 탄화수소를 기존의 정제 단계를 거치지 않고도 경제적으로 실현 가능한 방식으로 형성할 수 있다. 추가로, 원유의 화학물질로의 직접 전환은 쉐일 가스 혁명에 의해 자극 받은 경질 공급원료의 분해를 향한 이동의 증가에 인하여 부산물(프로필렌, 부타디엔)로 보통 생성되는 핵심 요소에 대한 수요-공급 격차가 벌어진 것을 줄이는데 도움이 될 수 있다.
본원 구현예에 따른 처리 장치의 통합은 열분해유(PyOil), 슬러리 오일 및 경질 사이클 오일(LCO)와 같은 저가 정제시설 흐름과 함께 Arab Light 원유 및 Arab Extra Light 원유와 같은 전체 원유를 높은 가치의 화학제품으로 업그레이드 하는데 고유한 잠재력을 제공할 수 있다. 본원 구현예에 공급물을 컨디셔닝이 원료 성분에 수소를 첨가하고, 수소 소모는 공장의 비용을 증가시키지만, 연료 보다는 화학물질을 제조할 때의총 이익은 이러한 증가된 비용보다 훨씬 크다. 위에서 설명한 사항은 탈염유, 응축물, 바이오제닉 오일, 합성 원유, 타이트 오일, 중질 탄화수소, 환원 원유, 및 역청 유래유와 같은 다른 종류의 원유에도 적용 가능하다.
다른 구현예에서, 선택적 방향족 컴플레스가 포함될 수 있다. 예를 들어, 160℃-490℃ 분획, 또는 이의 일부를 방향족으로 전환하는데 방향족 컴플렉스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 중질물은 화학물질로의 전환을 위해 증기 분해기로 공급될 수 있는 반면, 160℃ 내지 240℃ 분획과 같은 중간-컷은 처리되어 이의 탄화수소의 부분을 방향족 화합물로 전환할 수 있다. 본원 구현예에 따라 초기 처리 및 컨디셔닝을 통해 생성된 방향족 컴플렉스 공급원료는 다양한 처리기가 풀레인지 나프타(full range naphtha, FRN)를 수급받는 것을 중단 시킬 수 있다.
또한, 일부 구현예에서, 증기 분해 장치에서 생성된 열분해유는 분리되어 열분해 휘발유 분획 및 열분해 경유 분획 및 열분해 연료유 분획과 같은 하나 이상의 중질물 분획을 회수할 수 있다. 경질 열분해 휘발유 분획은 방향족 장치로 공급될 수 있는 반면, 중질 분획은 위에서 언급한 것처럼, ULSFO를 형성하는데 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 따라 설명한 것처럼, 분리 시스템(3)은 도 4에 도시된 것처럼, 분리 및 열 통합을 포함할 수 있다. 탈염 후, 원유(1)는 가열기의 대류 구역(500)에서 추가로 예열되어 예열된 원유(502)를 제조할 수 있다. 예열된 원유(502)는 분리기(504)로 공급될 수 있고, 여기서 160℃- 분획(5)의 분리를 가능하게 할 수 있다.
잔여 160℃+ 원유 분획(506)은 펌프(508)로 공급될 수 있고, 여기서 압축된 160℃+ 원유 분획(510)을 생성하며, 이는 이후 열교환기(512)로 공급될 수 있다. 열교환기(512)는 고온 수소 탈거장치 탑저흐름(520)에 붙여 160℃+ 원유 분획(510)을 예열하여, 압축 및 예열된 160℃+ 원유 분획(514)를 제조할 수 있다. 압축 및 예열된 160℃+ 원유 분획(514)는 이어서 다시 가열기(500)로 공급될 수 있고, 여기서 상기 분획은 가열되어 중질 490℃+ 분획으로부터 160-490℃ 분획을 분리하는 것을 가능하게 한다. 가열된 160℃+ 원유 분획(516)은 이후 고온 수소 탈거장치(518)로 공급될 수 있다. 고온 수소 탈거기(518)에서는, 160℃+ 원유 분획은 160-490℃ 분획(9) 및 고온 수소 탈거장치 탑저흐름(520)으로 추가로 분리되고, 여기서 520은 중질 490℃+ 탄화수소를 함유한다. 고온 수소 탈거장치 탑저흐름(520)은, 열교환기(512)에서 압축 160℃+ 원유 분획(510)에 붙여 간접 열교환을 통해 냉각된 후, 분리 시스템(3)에서 490℃+ 분획(15)으로서 제거될 수 있다.
고온 수소 탈거장치(518)은 수소 공급(522)을 탈매(stripping medium)로 활용할 수 있다. 고온 수소 탈거장치(518)은 가동되어, 처리되는 원유 공급원료의 특성에 기반한 넓은 탄력성을 제공할 수 있다. 160-490℃ 분획(9)인 탈거장치 오버헤드는 냉각되어 수소를 회수할 수 있고, 그리고 적절하게는 도 1 내지 도 3에 따라 설명한 것처럼 중간 수소처리 반응 스테이지로 보내질 수 있다. 회수된 수소는 아민 처리(미도시)된 다음, 하류 압력 스윙 흡착(PSA) 유닛(미도시)으로 공급되어 수소 순도를 향상시킬 수 있다. PSA 수소 생성물은 구성(make-up) 수소 압축기에서 압축되어, 하나 이상의 수소처리 반응기(도 1 내지 도 3)를 구성하는 수소 및 고온 수소 공급물(522)을 제공할 수 있다.
고온 수소 탈거장치 탑저흐름 생성물(520, 490℃+ 컷과 같음)은 원유에서 다뤄져야 하는 아스팔텐, 금속 및 CCR을 포함하는 가장 어려운 화합물을 함유한다. 고비점 잔여물 분획의 금속, CCR 및 아스팔텐의 초과량은 촉매 빠르게 쇠퇴시키고, 고정층 하향류 반응기에서의 압력 강하(pressure drop)를 증가시키며, 이는 전환율과 촉매 작동 시간 모두를 제한한다. 도 1 내지 도 3에서 설명한 것처럼, 160℃+ 원유 분획으로 붙여서 냉각한 후, 490℃+ 흐름(15)은 열분해유 흐름 및/또는 슬러리유 흐름과 같은 어느 추가 저가 정제시설 흐름과 함께 액체 순환, 부동층 잔여물 수소화분해기에서 회수 및 처리될 수 있다.
고온 수소 탈거장치(518)로 공급되는 수소(522)의 함량뿐만 아니라 고온 수소 탈거장치(518) 및 가열기(500)의 운전 조건을 조절함으로써, 탄화수소 컷 포인트는 경질 컷(5)이 하류 증기 분해기로 직접 공급될 수 있고, 중간 컷(9)이 빠르게 고정층 컨디셔닝 반응기를 오염시키는 해로운 화합물을 적게가지거나 또는 가지지 않도록 조절될 수 있다. 이러한 방식으로, 분리 시스템(3, 고온 수소 탈거장치(518)와 함께)은 중질-컷(15) 내의 처리하기 가장 어려운 탄화수소 화합물을 농축할 수 있고, 이는 가장 가혹한 조건에서 가동될 수 있는 비등 층 반응기로 공급될 수 있으며, 이에 따라 증기 분해기 및 고정층 처리 반응기 내의 촉매를 보존한다. 본원 구현예는 원유 공급물 준비, 원유 분리, 원유 컨디셔닝, 및 증기 분해 기술을 전략적으로 조합하여 고가 화학물질의 수율을 최대화하는 것을 제공한다. 원유 처리 구역은 고정층 수소처리 및 액체 순환의 조합을 채용하여, 원유를 적절한 증기 분해기 공급물로 컨디셔닝하고, 저가 정제시설 흐름을 업그레이드 한다. 본원 구현예들은 예를 들어, 전체 원유 공급원료의 60% 내지 90%의 범위 내의 화학물질의 수율을 달성할 수 있다.
탈염 후, 원유는 160℃- 흐름, 160-490℃ 흐름 및 490℃+ 흐름을 포함하는 세 컷으로 분리될 수 있다. 160℃- 흐름은 업그레이드를 요구하지 않고, 따라서 증기 분해기로 바로 보낼 수 있다. 160-490℃ 흐름은 고정층 수소처리 반응 시스템에서 쉽게 다루어지고, 여기서 공급물은 수소처리되고, 나프타로 전환되어, 이상적인 증기 분해기 공급원료를 제조한다.
본원 구현예는 용매 탈아스팔트화 유닛을 채용하여, 피치(아스팔텐) 및 금속을 제거할 수 있으며, 이에 따라 전환 공정의 가동시간을 반응기를 손상시키지 않으면서 증가시키며, 이 때 피치, 아스팔텐 및 금속은 지연 코크스화 유닛으로 공급되어, 이러한 흐름에 함유된 탄소를 회수할 수 있다.
본원 구현예는 전체 원유 및 기타 광비점 탄화수소를 증기 분해기에서 처리하는 상류 처리를 제공할 수 있고, 여기서 전체 통합 공정의 구현예는 공통된 가동 시간을 가지도록 구성될 수 있다. 프런트 엔드(front end) 분리에서 중질 물질의 비말동반을 회피하는 것은 비용을 감소시킬 수 있고, 본원에서 도시 및 설명하는 것처럼 흐름 경로를 덜 복잡하게 할 수 있다. 또한, 비말동반의 회피는 원유 컨디셔닝 시스템 및 증기 분해기에서의 가동성 및 처리가능성을 보장할 수 있고, 화학물질의 고수율을 달성하면서, 총 자본 비용을 감소시킬 수 있다. 이는 촉매 재생산, 유지 또는 세척 동안의 전체 시스템 중단 시간을 최소화하기 위해, 하나의 컨디셔닝 시스템 내지 다른 곳에서, 패일오버(fail-over) 또는 컷오버(cut-over)를 가짐으로써 완료될 수 있다. 또한, 이러한 구현예는 중간 범위 탄화수소 처리 및 고비점 잔여 처리 모두에서 병렬 반응 트레인 또는 불필요한 공정 유닛과 촉매 재생산 동안의 사용이 필요하지 않을 수 있다.
또한, 컨디셔닝 시스템들 각각에서의 수소처리 및 수소화분해 반응기는 증기 분해 유닛과 유사한 가동 시간을 가지도록 사이징 될 수 있다. 이러한 구성은 세척, 유지에 따른 중단 시간을 추가로 감소시킬 수 있고, 촉매 재생산이 다중 반응 시스템에 걸쳐 동시에 달성될 수 있다. 그러한 설계를 고려함 없이, 운전은 컨디셔닝 시스템의 반응기는 예를 들어 촉매 재생산을 위해 오프라인 상태가 되고, 두번째 컨디셔닝 시스템의 촉매는 여전히 >50%의 촉매 수명을 가지는 동안 증가된 중단 시간을 가질 수 있다.
추가로, 프런트 엔드(front end) 분리에서 중질 물질의 비말동반을 회피하는 것은 비용을 감소시킬 수 있고, 본원에서 도시 및 설명하는 것처럼 흐름 경로를 덜 복잡하게 할 수 있다. 또한, 비말동반의 회피는 원유 컨디셔닝 시스템 및 증기 분해기에서의 가동성 및 처리가능성을 보장할 수 있고, 화학물질의 고수율을 달성하면서, 총 자본 비용을 감소시킬 수 있다.
위에서 설명한 것처럼, 본원 구현예는 탈염된 원료 또는 기타 광비점 탄화수소를 다양한 분획으로 분리하여, 효과적으로 상응하는 분획을 컨디셔닝하여 증기 분해기에서의 전환에 적합한 공급원료를 형성할 수 있다. 본원 구현예에 따라 처리될 수 있는 공급원료가 광범위하기 때문에, 공급원료, 컨디셔닝 촉매, 반응기 부피 및 주어진 설비에서의 기타 인자에 따라 공급원료의 하나 이상의 추가 특성을 기반으로 특정 컷 포인트를 기준으로 하는 것이 더 바람직할 수 있다. 예를 들어, 특정 컷 포인트는 기타 공급원료 성질 중에서도 특히 API 중력, Breau of Mines Correlation Index(BMCI), 수소 함량, 질소 함량, 황 함량, 점도, 미세탄소 잔여물(microcarbon residue, MCRT) 및/또는 전체 금속과 같은 원유 공급원료의 하나 이상의 성질 또는 추가 성질에 기반하여 조절될 수 있다.
원유, 탈염유, 응축물, 바이오제닉 오일, 합성 원유, 타이트 오일, 중질 탄화수소, 환원 원유 및 역청 유래유와 같은 본원 구현예에 적합한 다양한 공급원료는 4 및 60도 사이의 API 중량, 20 내지 85의 BMCI, 9.0 내지 14.5중량%(또는 90,000 내지 145,000ppm)의 수소 함량, 0.02 내지 0.95중량%(또는 200 내지 9,500ppm)의 질소 함량, 95 내지 5500 센티스토크(cSt)의 40℃ 점도, 5 내지 35중량%의 MCRT을 포함하는 다음 특성의 하나 이상을 가질 수 있고, 및/또는 <1 내지 1000ppm의 전체 금속 함량을 가질 수 있다.
초기 원유 분리는 경질-, 중간-, 및 중질-컷이 중간 처리가 없거나, 이를 최소화하면서 경질-컷이 증기 분해기로 갈 수 있도록 하는 특정 성질을 가지도록 하기 위해 진행 및 조절될 수 있다. 또한, 중간 내지 중질 컷은 중간-컷 및 중질-컷이 탄화수소 종이 중간 및 중질 컨디셔닝 반응기에서 효과적으로 및 효율적으로 컨디셔닝 되도록 하는 적절한 및/또는 선호되는 공급물 성질을 가지도록 하기 위해 진행 및 조절될 수 있다.
BMCI
일부 구현예에서, 경질 컷은 20 미만의 BMCI를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 경질 컷은 15 미만의 BMCI를 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 10 미만 또는 심지어 5 미만의 BMCI를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 컷은 35 미만, 30미만 또는 25미만과 같이 40 미만의 BMCI를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 35 초과, 40 초과, 45 초과, 50 초과 또는 55초과와 같이 30 초과의 BMCI를 가질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서는, 약 90℃ 이하 내지 약 300℃ 이하의 끓는점을 가지는 경질 컷은, 예를 들어, 20 미만의 BMCI를 가질 수 있고; 다른 구현예, 예를 들어 경질 컷이 약 110℃ 이하 또는 약 250℃ 이하의 끓는점을 가지는 경우에서는 경질 컷은 10 미만의 BMCI를 가질 수 있으며; 또 다른 구현예, 예를 들어 경질 컷이 약 130℃ 이하 또는 약 220℃ 이하의 끓는점을 가지는 경우에서는 경질 컷은 5 미만의 BMCI를 가질 수 있다. 경질 컷이 약 160℃ 미만의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 일부 구현예에서, 경질 컷은 5 미만의 BMCI를 가질 수 있다. BMCI가 주어진 컷 온도가 서로 다른 공급물에 따라 변하는 반면, 예를 들어 10 미만 또는 5 미만처럼 낮은 BMCI는 경질 탄화수소가 중간 처리 필요 없이 증기 열분해 장치에서 처리될 수 있는 가능성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 경질 컷은 예를 들어, 10 미만의 BMCI를 목적으로 할 수 있고, 그리고 Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 6 미만 또는 5.5 미만의 BMCI를 목적으로 할 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃ 내지 약 300℃ 범위 내의 하부 끓는점(lower boiling point) 및 약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 상부 끓는점(upper boiling point)을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은 약 5와 50 사이의 BMCI를 가질 수 있다. 예를 들어, 중간 컷은 5, 10, 15, 20 또는 25의 하한 내지 10, 15, 20, 25, 30, 40, 또는 50의 상한 사이의 BMCI를 가질 수 있다. 예를 들어, 10 및 30 사이의 BMCI를 가지는 중간 컷은 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 상대적으로 완화된 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중간 컷은 예를 들어, 약 20 내지 약 30 범위 내의 BMCI를 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 약 15 내지 약 30 범위 내의 BMCI를 목적으로 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 30 초과의 BMCI를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 40 초과의 BMCI를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 50 초과의 BMCI를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은 55 초과의 BMCI를 가질 수 있다. 예를 들어, 약 40 초과의 BMCI를 가지는 중질 컷은, 본원 공정의 중질 컷 컨디셔닝 구역에서 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중질 컷은 예를 들어, 약 50 내지 약 60 범위 내의 BMCI를 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 약 25 내지 약 40 범위 내의 BMCI를 목적으로 할 수 있다.
API
일부 구현예에서, 경질 컷은 10도 초과의 API 중력을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 경질 컷은 15도 초과의 API 중력을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 20도 초과, 30도 초과, 또는 심지어 40도 초과의 API 중력을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 컷은 10도, 15도, 20도, 25도, 또는 30도의 하한에서부터 25도, 30도, 35도, 40도, 45도, 또는 50도의 상한까지와 같은, 10도 초과 및 40도 미만의 API 중력을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 35도 미만, 25도 미만, 20도 미만, 15도 미만 또는 10도 미만과 같은, 40도 미만의 API 중력을 가질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 예를 들어, 약 300℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경질 컷은 10도 초과의 API 중력을 가질 수 있고, 예를 들어, 경질 컷이 약 250℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 다른 구현예에서, 경질 컷은 20도 초과의 API 중력을 가질 수 있으며, 예를 들어, 경질 컷이 약 220℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 40도 초과의 API 중력을 가질 수 있다. 경질 컷이 약 160℃ 미만의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 일부 구현예에서, 경질 컷은 60도 초과의 API 중력을 가질 수 있다. API 중력은 주어진 컷 온도에 있는 서로 다른 공급물에 따라 달라지지만, 예를 들어, 40도 초과, 50도 초과, 또는 60도 초과 와 같은 API 중력은 중간 처리의 필요성 없이도 증기 열분해 장치에서의 경질 탄화수소의 처리 가능성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 경질 컷은 예를 들어, 65도 초과의 API 중력을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 60도 초과의 API 중력을 목적으로 할 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃ 내지 약 300℃ 범위 내의 하부 끓는점(lower boiling point) 및 약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 상부 끓는점(upper boiling point)을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은 약 5도 및 50도 사이의 의 API 중력을 가질 수 있다. 예를 들어, 중간 컷은 5도, 10도, 15도, 20도, 또는 25도의 하한 내지 10도, 15도, 20도, 25도, 30도, 40도, 또는 50도의 상한 사이의 API 중력을 가질 수 있다. 예를 들어, 20도 및 40도 사이의 API 중력을 가지는 중간 컷은, 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 상대적으로 완화된 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중간 컷은 예를 들어, 약 30도 내지 약 35도 범위 내의API 중력을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는, 예를 들어, 약 35도 내지 약 40도 범위 내의 API 중력을 목적으로 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 약 40도 이하의 API 중력을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 20도 미만의 API 중력을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 10도 미만의 API 중력을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은, 예를 들어, 7도 미만의 API 중력을 가질 수 있다. 예를 들어, 약 20도 미만의 API 중력을 가지는 중질 컷은, 본원 공정의 중질 컷 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중질 컷은 예를 들어, 약 5도 내지 약 10도 범위 내의 API 중력을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 약 10도 내지 약 20도 범위 내의 API 중력을 목적으로 할 수 있다.
수소 함량
일부 구현예에서, 경질 컷은12 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 경질 컷은 13 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 13.5 중량% 초과, 14 중량% 초과, 또는 심지어 15 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 컷은 11, 11.5, 12.0, 12.5, 또는 13.0 중량%의 하한 내지 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 또는 14.5 중량%의 상한과 같은, 11 중량% 초과 및 14 중량% 미만의 수소 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은12.5 중량% 미만, 12 중량% 미만, 11.5 중량% 미만, 또는 11 중량% 미만과 같은 13 중량% 미만의 수소 함량을 가질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 예를 들어, 약 300℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경질 컷은 13 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있고; 경질 컷이 예를 들어, 약 250℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은, 다른 구현예에서, 경질 컷은 13.5 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있으며; 경질 컷이 예를 들어, 약 220℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 14.0 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있다. 경질 컷이 약 160℃ 미만의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 일부 구현예에서, 경질 컷은 14.5 중량% 초과의 수소 함량을 가질 수 있다. 수소 함량은 주어진 컷 온도에 있는 서로 다른 공급물에 따라 달라지지만, 예를 들어, 13 중량% 초과, 14 중량% 초과, 또는 14.5 중량% 초과와 같은 수소 함량은 중간 처리의 필요성 없이도 증기 열분해 장치에서의 경질 탄화수소의 처리 가능성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 경질 컷은 예를 들어, 14.5 중량% 초과의 수소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 14 중량% 초과의 수소 함량을 목적으로 할 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃ 내지 약 300℃ 범위 내의 하부 끓는점 및 약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 상부 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은 약 11.5 중량% 및 14.5 중량% 사이의 수소 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 12 중량% 및 13.5 중량% 사이의 수소 함량을 가지는 중간 컷은 상대적으로 완화된 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중간 컷은 예를 들어, 약 12.5 중량% 내지 약 13.5 중량% 범위 내의 수소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는, 예를 들어, 약 13.0 중량% 내지 약 14.0 중량% 범위 내의 수소 함량을 목적으로 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 약 13 중량% 미만의 수소 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 12.5 중량% 미만의 수소 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 12.0 중량% 미만의 수소 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은 예를 들어, 11 중량% 미만의 수소 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 약 12 중량% 미만의 수소 함량을 가지는 중질 컷은 본원 공정의 중질 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중질 컷은 예를 들어, 약 10중량% 내지 약 11 중량% 범위 내의 수소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 약 11 중량% 내지 약 12 중량% 범위 내의 수소 함량을 목적으로 할 수 있다.
질소 함량
일부 구현예에서, 경질 컷은 50 ppm 미만 또는 30 ppm 미만과 같은 100 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 경질 컷은 25 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 20 ppm 미만, 15 ppm 미만, 10 ppm 미만, 5 ppm 미만, 3 ppm 미만, 1 ppm 미만, 또는 심지어 0.5 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 1, 5, 10, 50, 100, 250, 또는 500 ppm 의 하한 내지 50, 100, 250, 500, 또는 1000 ppm의 상한과 같은 1 ppm 초과 및 1000 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 25 ppm 초과, 50 ppm 초과, 100 ppm 초과, 150 ppm 초과, 200 ppm 초과, 250 ppm 초과, 500 ppm 초과, 1000 ppm 초과, 1500 ppm 초과, 2000 ppm 초과 또는 2500 ppm 초과와 같은, 10 ppm 초과의 질소 함량을 가질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 예를 들어, 약 300℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경질 컷은 0.01중량% 또는 100 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있고; 경질 컷이 예를 들어, 약 250℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은, 다른 구현예에서, 경질 컷은 0.001중량% 또는 10 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있으며; 경질 컷이 예를 들어, 약 220℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 0.0001중량% 또는 1 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있다. 경질 컷이 약 160℃ 미만의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 일부 구현예에서, 경질 컷은 약 0.00003 중량%, 또는 0.3 ppm 미만의 질소 함량을 가질 수 있다. 질소 함량은 주어진 컷 온도에 있는 서로 다른 공급물에 따라 달라지지만, 예를 들어, 약 100 ppm 미만, 10 ppm 미만, 또는 1 ppm 미만과 같은 질소 함량은 중간 처리의 필요성 없이도 증기 열분해 장치에서의 경질 탄화수소의 처리 가능성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 경질 컷은 예를 들어, 1 ppm 미만의 질소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서도 예를 들어, 1 ppm 미만의 질소 함량을 목적으로 할 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃ 내지 약 300℃ 범위 내의 하부 끓는점 및 약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 상부 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은 예를 들어, 약 10 ppm 및 250 ppm 사이의 질소 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 20 및 250 ppm 사이의 질소 함량을 가지는 중간 컷은 상대적으로 완화된 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중간 컷은 예를 들어, 약 200 내지 약 300 ppm 범위 내의 질소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는, 예를 들어, 약 100 내지 약 150 ppm 범위 내의 질소 함량을 목적으로 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 약 0.001중량%, 또는 10 ppm 초과의 질소 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 0.005중량%, 또는 50 ppm 초과의 질소 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 0.01중량%, 또는 100 ppm의 질소 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은 예를 들어, 2500 ppm 초과의 질소 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 약 100 ppm 초과의 질소 함량을 가지는 중질 컷은 본원 공정의 중질 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중질 컷은 예를 들어, 약 2000 내지 약 3000 ppm 범위 내의 질소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 약 1000 내지 약 2000 범위 내의 질소 함량을 목적으로 할 수 있다.
황 함량
일부 구현예에서, 경질 컷은 5000 ppm 미만 또는 1000 ppm 미만과 같은 10000 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 경질 컷은 750 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 500 ppm 미만, 250 ppm 미만, 또는 심지어 100 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 컷은 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 또는 5000 ppm의 하한 내지1000, 2000, 5000, 10000, 15000, 또는 20000 ppm의 상한과 같은 500 ppm 초과 및 10000 미만의 황 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 2500 ppm 초과, 5000 ppm 초과, 10000 ppm 초과, 15000 ppm 초과, 20000 ppm 초과, 25000 ppm 초과, 30000 ppm 초과, 35000 ppm 초과, 40000 ppm 초과, 45000 ppm 초과, 또는 50000 ppm 초과와 같은 1000 ppm 초과의 황 함량을 가질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 예를 들어, 약 300℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경질 컷은 1중량%, 또는 10,000 ppm의 황 함량을 가질 수 있고; 경질 컷이 예를 들어, 약 250℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은, 다른 구현예에서, 경질 컷은 0.5중량% 또는 5,000 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있으며; 경질 컷이 예를 들어, 약 220℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 0.1중량%, 또는 1,000 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있다. 경질 컷이 약 160℃ 미만의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 일부 구현예에서, 경질 컷은 약 750 ppm 미만 또는 500 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있다. 황 함량은 주어진 컷 온도에 있는 서로 다른 공급물에 따라 달라지지만, 예를 들어, 약 600 ppm 미만과 같은 황 함량은 중간 처리의 필요성 없이도 증기 열분해 장치에서의 경질 탄화수소의 처리 가능성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 경질 컷은 예를 들어, 750 ppm 미만의 질소 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서도 예를 들어, 500 ppm 미만의 질소 함량을 목적으로 할 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃ 내지 약 300℃ 범위 내의 하부 끓는점 및 약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 상부 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은 예를 들어, 약 1000 ppm 및 20000 ppm 사이의 황 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 2000 및 15000 ppm 사이의 황 함량을 가지는 중간 컷은 상대적으로 완화된 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중간 컷은 예를 들어, 약 6000 내지 약 12000 ppm 범위 내의 황 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는, 예를 들어, 약 5000 내지 약 10000 ppm 범위 내의 황 함량을 목적으로 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 약 0.1중량%, 또는 1,000 ppm 초과의 황 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 0.5중량%, 또는 5,000 ppm 초과의 황 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 약 1중량%, 또는 1,0000 ppm의 황 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은 예를 들어, 25000 ppm 초과의 황 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 약 10000 ppm 초과의 황 함량을 가지는 중질 컷은 본원 공정의 중질 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 중질 컷은 예를 들어, 약 30000 내지 약 50000 ppm 범위 내의 황 함량을 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서는 예를 들어, 약 20000 내지 약 30000 범위 내의 황 함량을 목적으로 할 수 있다.
점도
일부 구현예에서, 경질 컷은 10 cSt 미만의 점도를 가질 수 있고, 점도는 ASTM D445에 따라 40℃에서 측정된다. 다른 구현예에서, 경질 컷은 5 cSt 미만의 40℃측정 점도를 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 1 cSt 미만의 40℃측정 점도를 가질 수 있다. 일부 구현에에서, 중질 컷은20 cSt 초과, 35 cSt 초과, 50 cSt 초과, 75 cSt 초과, 또는 100 cSt 초과와 같은 10 cSt 초과의 점도를 가질 수 있고, 점도는 ASTM D445에 따라 100℃에서 측정된다. 다양한 구현예에서, 중간 컷은 경질 및 중질 컷의 중간 정도의 점도를 가질 수 있다.
따라서, 일부 구현예에서, 약 300℃이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경질 컷은, 예를 들어, 10 cSt 미만의 40℃측정 점도를 가질 수 있고; 경질 컷이 약 250℃이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 다른 구현예에서, 경질 컷은 5 cSt 미만의 40℃ 측정 점도를 가질 수 있으며; 경질 컷이 약 220℃이하의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우와 같은 또 다른 구현예에서, 경질 컷은 1 cSt 미만의 40℃측정 점도를 가질 수 있다. 경질 컷이 약 160℃미만의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 일부 구현예에서, 경질 컷은 0.75 cSt 미만의 40℃ 측정 점도를 가질 수 있다. 점도는 주어짓 컷 온도에 있는 서로 다른 공급물에 따라 달라지지만, 예를 들어, 10 cSt 미만과 같은 낮은 점도는 중간 처리의 필요성 없이도 증기 열분해 장치에서의 경질 탄화수소의 처리 가능성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 본원 구현예에 따라 처리된 Arab light 원유의 경질 컷은 예를 들어, 0.55 cSt 미만의 점도를 목적으로 할 수 있고, Arab extra light 원유에 대해서 예를 들어, 0.6 cSt 미만의 점도를 목적으로 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 10 cSt 초과의 100℃ 측정 점도를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 50 cSt 초과의 100℃ 측정 점도를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 100 cSt 초과의 100℃측정 점도를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은 예를 들어, 375 cSt 초과의 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 약 40 cSt 초과의 점도를 가지는 중질 컷은 본원 공정의 중질 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다.
MCRT
일부 구현예에서, 경질 컷은 미량 또는 검출 불가능한 양의 미세탄소 잔류물(microcarbon residue, MCRT)를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 컷은 3 중량% 미만, 1 중량% 미만, 또는 0.5 중량% 미만과 같은 5 중량% 미만의 MCRT를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 1 중량% 초과, 3 중량% 초과, 5 중량% 초과 또는 10 중량% 초과와 같은 0.5 중량% 초과의 MCRT를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃ 내지 약 300℃ 범위 내의 하부 끓는점 및 약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 상부 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은, 약 0 중량%(미량 또는 검출 불가능) 및 1 중량% 사이의 MCRT를 가질 수 있다. 예를 들어, 무시할 만한 MCRT를 가지는 중간 컷은 상대적으로 완화된 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다.
다양한 구현예에서, 약 300℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 0.5 중량% 초과의 MCRT를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 1 중량% 초과의 MCRT를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃를 초과하는 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 5 중량% 초과의 MCRT를 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃ 초과의 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 구현예에서, 중질 컷은 예를 들어, 15 중량% 초과의 MCRT를 가질 수 있다. 예를 들어, 약 1 중량% 초과의 MCRT를 가지는 중질 컷은 본원 공정의 중질 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다.
금속 함량
일부 구현예에서, 경질 컷은 미량 또는 검출 불가능한 양의 금속을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 컷은 30 ppm 미만, 10 ppm 미만, 또는 1 ppm 미만과 같은 50 ppm 이하의 금속 함량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 중질 컷은 10 ppm 초과, 20 ppm 초과, 35 ppm 초과, 또는 50 ppm 초과와 같은 1 ppm 초과의 금속 함량을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 약 90℃내지 약 300℃범위 내인 하부 끓는점 및 약 400℃내지 약 600℃범위 내인 상부 끓는점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중간 컷은 0 ppm 초과 내지 1 ppm과 같은 약 0 ppm(미량 또는 검출 불가능) 및5 ppm 사이의 금속 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 무시할 만한 금속 함량을 가지는 중간 컷은 상대적으로 완화된 본원 공정의 중간 컷 컨디셔닝 구역에서의 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다.
다양한 구현에에서, 약 300℃초과 비점을 가지는 탄화수소를 포함하는 중질 컷은 1 ppm 초과의 금속 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 350℃초과의 비점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 10 ppm 초과의 금속 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 400℃초과의 비점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은 50 ppm 초과의 금속 함량을 가질 수 있다. 중질 컷이 약 490℃초과의 비점을 가지는 탄화수소를 포함하는 경우, 중질 컷은, 예를 들어, 75 ppm 초과의 금속 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 10 ppm 초과의 금속 함량을 가지는 중질 컷은, 본원 공정의 중질 컨디셔닝 구역에서의 더욱 가혹한 수첨 분해 조건을 사용하여 증기 분해기 공급물로 전환 가능한 것으로 밝혀졌다.
실시예로, Arab Light 원유 흐름은 초기 분리 단계에서 목적하는 경질-, 중간-, 및 중질-컷을 제조하기 위해 분리될 수 있다. 이론에 따른 제한 의도 없이, 경질 컷은160℃분획일 수 있고, 여기서 분획의 5%는 36℃미만의 끓는점을 가지고, 분획의 95%는 160℃미만의 끓는점을 가진다(분획의 5%만이 160℃초과의 끓는점을 가질 것이다). 경질 컷은 약 65.5도의 API 중력을 가질 수 있고, 약 5.2의 BMCI를 가질 수 있으며, 약 14.8 중량%(또는 148,000ppm)의 수소 함량을 가질 수 있고, 0.00003중량%(또는 0.3ppm) 미만의 질소 함량을 가질 수 있으며, 약 0.0582중량%(또는 582ppm)의 황 함량을 가질 수 있고, 약 0.5353 센티스토크(cSt)의 40℃점도를 가질 수 있으며, 그리고 미량의 MCRT 및 전체 금속 함량을 가질 수 있다. 중간 컷은 160℃내지 490℃ 분획일 수 있고, 분획의 5%는 173℃미만의 끓는점을 가지고, 분획의 95%는 474℃미만의 끓는점을 가진다(분획의 5% 만이 474℃초과의 끓는점을 가질 것이다). 중간 컷은 약 33.6도의 API 중력을 가질 수 있고, 약 25의 BMCI를 가질 수 있으며, 약 12.83중량%(또는 128,300ppm)의 수소 함량을 가질 수 있으며, 0.0227중량%(또는 227ppm)의 질소 함량을 가질 수 있고, 약 0.937중량%(또는 9,370ppm)의 황 함량을 가질 수 있으며, 약 1.58 센티스토크(cSt)의 100℃점도를 가질 수 있고, 0.03 중량%의 MCRT를 가질 수 있으며, 그리고 미량의 전체 금속 함량을 가질 수 있다. 중질 컷은 490℃분획일 수 있고, 여기서 분획의 5%은 490℃미만의 비점을 가지고, 분획의 95%는 735℃미만의 비점을 가진다(분획의 5% 만이 735℃초과의 끓는점을 가질 것이다). 중질 컷은 약 8.2도의 API 중력을 가질 수 있고, 약 55의 BMCI를 가질 수 있으며, 약 10.41중량%(또는 104,100ppm)의 수소 함량을 가질 수 있고, 0.2638중량%(또는 2,368ppm) 미만의 질소 함량을 가질 수 있으며, 3.9668중량%(또는 39,668ppm)의 황 함량을 가질 수 있고, 약 394.3 센티스토크(cSt)의 100℃점도를 가질 수 있으며, 17.22 중량%의 MCRT를 가질 수 있고, 그리고 79.04 ppm 전체 금속 함량을 가질 수 있다.
다른 실시예로, Arab Extra Light 원유 흐름은 초기 분리 단계에서 목적하는 경질-, 중간-, 및 중질-컷을 제조하기 위해 분리될 수 있다. 이론에 따른 제한 의도 없이, 경질 컷은160℃분획일 수 있고, 여기서 분획의 5%는 54℃미만의 끓는점을 가지고, 분획의 95%는 160℃미만의 끓는점을 가진다(분획의 5%만이 160℃초과의 끓는점을 가질 것이다). 경질 컷은 약 62도의 API 중력을 가질 수 있고, 약 9.09의 BMCI를 가질 수 있으며, 약 14.53중량%(또는 145,300ppm)의 수소 함량을 가질 수 있고, 0.00003중량%(또는 0.3ppm) 미만의 질소 함량을 가질 수 있으며, 약 0.0472중량%(또는 472ppm)의 황 함량을 가질 수 있고, 약 0.58 센티스토크(cSt)의 40℃점도를 가질 수 있으며, 그리고 미량의 MCRT 및 전체 금속 함량을 가질 수 있다. 중간 컷은 160℃내지 490℃ 분획일 수 있고, 분획의 5%는 169℃미만의 끓는점을 가지고, 분획의 95%는 456℃미만의 끓는점을 가진다(분획의 5% 만이 474℃초과의 끓는점을 가질 것이다). 중간 컷은 약 36.1도의 API 중력을 가질 수 있고, 약 21.22의 BMCI를 가질 수 있으며, 약 13.38중량%(또는 133,800ppm)의 수소 함량을 가질 수 있으며, 0.01322중량%(또는 132.2ppm)의 질소 함량을 가질 수 있고, 약 0.9047중량%(또는 9,047ppm)의 황 함량을 가질 수 있으며, 약 1.39 센티스토크(cSt)의 100℃점도를 가질 수 있고, 그리고 미량의 MCRT 및 전체 금속 함량을 가질 수 있다. 중질 컷은 490℃분획일 수 있고, 여기서 분획의 5%은 455℃미만의 비점을 가지고, 분획의 95%는 735℃미만의 비점을 가진다(분획의 5% 만이 735℃초과의 끓는점을 가질 것이다). 중질 컷은 약 15.1도의 API 중력을 가질 수 있고, 약 33.28의 BMCI를 가질 수 있으며, 약 11.45중량%(또는 114,500ppm)의 수소 함량을 가질 수 있고, 0.1599중량%(또는 1,599ppm) 미만의 질소 함량을 가질 수 있으며, 2.683중량%(또는 26,830ppm)의 황 함량을 가질 수 있고, 약 48.79 센티스토크(cSt)의 100℃점도를 가질 수 있으며, 9.53 중량%의 MCRT를 가질 수 있고, 그리고 58.45 ppm 전체 금속 함량을 가질 수 있다.
Arab Light 및 Arab Extra Light에 대한 다양한 성질을 설명했지만, 위의 것들은 탈염유, 응축물, 바이오제닉 오일, 합성 원유, 타이트 오일, 중질 탄화수소, 환원 원유, 및 역청 유래유와 같은 다른 종류의 원유에도 적용 가능하다.
본원 구현예는 하나 이상의 위에서 설명한 특성에 기반한 다양한 컷 포인트 및 반응기 조건의 조절을 고려한다. 본원 구현예에 따른 방법은 사용될 석유 공급물을, 유입되는 공급물의 하나 이상의 다양한 특성을 측정하며 분석할 수 있다. 하나 이상의 특성에 기반하여, 컷 포인트, 촉매 종류(유동층 반응기를 위한), 압력, 온도, 공간 속도, 수소 공급 속도, 및 기타 변수를 조절하여, 반응기 구성을 보다 효과적이고 효율적으로 활용할 수 있고, 그 결과 주요, 최적에 근접한 또는 최적의 공급원료의 컨디셔닝과 바람직한 증기 분해기 공급원료로의 다양한 컷을 유지할 수 있다.
예를 들어, 중질컷을 받는 부동층은 40,000ppm 미만의 황 함량을 가지는 양의 탄화수소를 처리하는 캐퍼시티(capacity)를 가질 수 있다. 특정 490℃중질 컷이 40,000ppm 초과의 황 함량을 가지는 경우, 부동층의 캐퍼시티는 감소할 수 있다. 따라서, 40,000ppm 미만의 황 함량을 가지기 위해 중질 컷 포인트는 예를 들어, 465℃로 감소될 수 있다. 또한, 특정 160℃℃중간 컷 분획이 예를 들어, 14중량% 초과의 수소 함량을 가지고, 또한 질소, 함량, MCRT 및 전체 함량이 적절하게 낮은 경우, 경질 컷 분획은 확장(예를 들어, 160℃- 에서 190℃로)되어, 보다 많은 전체 원유를 직접 증기 분해기로 보낼 수 있다. 반면, 중간 컷이 예를 들어, 수소 함량이 낮거나, 및/또는 황, 질소, MCRT 및/또는 전체 금속이 충분히 낮지 않은 경우, 경질 컷은 감소(예를 들어, 160℃에서 130℃로)되어, 추가 중간 컷이 고정층 컨디셔닝 스테이지에서 처리되도록 할 수 있다.
위에서 설명한 것처럼, 본원 구현예는 하나 이상의 하기 구현예에 관할 수 있다:
구현예 1: 전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀 및/또는 방향족 화합물을 제조하는 공정으로서, 상기 공정은:
전체 원유를 가열기로 공급하여, 예열된 탄화수소 공급원료를 제조하는 단계;
상기 예열된 탄화수소 공급원료를 분리기에서 저비점 분획 및 중간(intermediate) 분획으로 분리하는 단계;
상기 중간 분획을 상기 가열기로 다시 공급하여, 가열된 중간 분획을 제조하는 단계;
고온 수소 탈거장치로 수소 흐름을 공급하는 단계;
상기 가열된 중간 분획을 상기 고온 수소 탈거 장치에서 중비점 분획 및 고온 수소 탈거장치 탑저 분획으로 분리하는 단계; 및
상기 고온 수소 탈거장치 탑저 분획을 상기 중간 분획에 붙인 간접 열교환을 통해 냉각하여 고비점 잔여물 분획을 제조하는 단계;
상기 고비점 분획을 용기 탈아스팔트화 유닛에서 분리하여 탈아스팔트화유 분획 및 피치 분획을 제조하는 단계
상기 중비점 분획 및 상기 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는 단계;
상기 수소처리된 유출물 및 상기 저비점 분획을 증기 분해기로 공급하여 그 내부의 탄화수소를 하나 이상의 경질 올레핀 및 열분해유로 전환하는 단계;를 포함한다.
구현예 2: 구현예 1의 공정에 있어서, 상기 저비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
14중량% 이상의 수소 함량;
5 미만의 BMCI;
40도 초과의 API 중력;
1000ppm 미만의 황 함량;
10ppm 미만의 질소 함량;
1cSt 미만의 40℃ 측정 점도;
1중량% 미만의 MCRT; 및
1ppm 미만의 총 금속.
구현예 3: 구현예 1 또는 구현예 2의 공정에 있어서, 중비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
약 12중량% 내지 약 14중량%의 범위 내의 수소 함량;
약 5 내지 50 미만의 범위 내의 BMCI;
약 10도 내지 약 40도의 범위 내의 API 중력;
약 1000ppm 내지 약 10000ppm의 범위 내의 황 함량;
약 1ppm 내지 약 100ppm의 범위 내의 질소 함량;
1cSt 초과의 40℃ 측정 점도;
5 중량% 미만의 MCRT; 및
50ppm 미만의 총 금속.
구현예 4: 구현예 1-3 중 어느 하나의 공정에 있어서, 고비점 잔여물 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 12중량% 미만의 수소 함량;
50 초과의 BMCI;
10도 미만의 API 중력;
10000ppm 초과의 황 함량;
100ppm 초과의 질소 함량;
100cSt 초과의 100℃ 측정 점도;
5 중량%; 초과의 MCRT 및
50ppm 초과의 총 금속.
구현예 5: 구현예 1-4 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 공급원료의 총 화학제품 생산량은 전체 공급원료 공급 유량에 비해 생산된 올레핀의 총량을 기준으로 적어도 65중량%인 것.
구현예 6: 구현예 1-5 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 수첨 분해하는 공정은 상기 고비점 잔여물 분획 내의 탄화수소를 하나 이상의 나프타 범위 탄화수소로 전환하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 7: 구현예 2의 공정에 있어서, 상기 저비점 분획은 160℃ 초과의 비점을 가지는 탄화수소를 포함하지 않는 것.
구현예 8: 구현예 1의 공정에 있어서, 상기 열분해유를 상기 용매 탈아스팔트화 유닛으로 재순환시키는 단계;를 더 포함하는 것.
구현예 9: 구현예 1의 공정에 있어서, 상기 수첨 분해하는 단계;는 상기 중비점 분획을 제 1 수소처리 유닛에서 수첨 분해하는 단계; 상기 탈아스팔트화유 분획을 제 2 수소처리 유닛에서 분해하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 10: 구현예 9의 공정에 있어서, 상기 중비점 분획을 수첨 분해하는 단계;는 상기 중비점 분획 내의 탄화수소를 주로 나프타 범위 탄화수소로 전환하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 11: 구현예 9의 공정에 있어서, 상기 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하는 단계;는 상기 탈아스팔트화유 분획 내의 탄화수소를 주로 나프타 범위 탄화수소로 전환하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 12: 전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀을 제조하는 시스템으로서, 상기 시스템은:
전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는, 분리 유닛;
상기 고비점 잔여물 분획을 탈아스팔트화하고, 탈아스팔트화유 분획 및 피치 분획을 제조하는, 용매 탈아스팔트화 유닛;
상기 중비점 분획 및 탈아스팔트화 분획을 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는, 컨디셔닝 시스템;
상기 수소처리된 유출물 및 상기 저비점 분획을 하나 이상의 경질 올레핀 및 열분해유로 전환하는 증기 분해기 유닛;을 포함하는, 시스템.
구현예 13: 구현예 12의 시스템에 있어서, 상기 저비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
14중량% 이상의 수소 함량;
5 미만의 BMCI;
40도 초과의 API 중력;
1000ppm 미만의 황 함량;
10ppm 미만의 질소 함량;
1cSt 미만의 40℃ 측정 점도;
1중량% 미만의 MCRT; 및
1ppm 미만의 총 금속.
구현예 14: 구현예 12 또는 구현예 13의 시스템에 있어서, 상기 중비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
약 12중량% 내지 약 14중량% 범위 내의 수소 함량;
약 5 내지 50 미만의 범위 내의 BMCI;
약 10도 내지 약 40도의 범위 내의 API 중력;
약 1000ppm 내지 약 10000ppm의 범위 내의 황 함량;
약 1ppm 내지 약 100ppm의 범위 내의 질소 함량;
1cSt 초과의 40℃ 측정 점도;
5 중량% 미만의 MCRT; 및
50ppm 미만의 총 금속.
구현예 15: 구현예 12 내지 14 중 어느 하나의 시스템에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 12중량% 미만의 수소 함량;
50 초과의 BMCI;
10도 미만의 API 중력;
10000ppm 초과의 황 함량;
100ppm 초과의 질소 함량;
100cSt 초과의 100℃ 측정 점도;
5 중량%; 초과의 MCRT 및
50ppm 초과의 총 금속.
구현예 16: 구현예 12에 있어서, 상기 중비점 분획 및 상기 탈아스팔트화유 분획을 수소처리하는, 상기 컨디셔닝 시스템은,
상기 중비점 분획을 수소처리하는, 제 1 수소처리 유닛; 및
상기 탈아스팔트화유 분획을 수소처리하는 제 2 수소처리 유닛을 포함하는 것.
구현예 17: 구현예 12의 시스템에 있어서, 상기 탈아스팔트화유 분획을 상기 제 1 수소처리 유닛으로 우회시키는 유선을 더 포함하는 것.
구현예 18: 구현예 16의 시스템에 있어서, 상기 제 1 수소처리 유닛은 상기 중비점 분획 내의 탄화수소를 주로 나프타 범위 탄화수소로 전환하도록 구성된 촉매를 포함하는 것.
구현예 19: 구현예 16의 시스템에 있어서, 상기 제 2 수소처리 유닛은 상기 탈아스팔트화유 분획 내의 탄화수소를 주로 나프타 범위 탄화수소로 전환하도록 구성된 촉매를 포함하는 것.
구현예 20: 구현에 12의 시스템에 있어서, 상기 탈아스팔트화 유닛으로 상기 열분해유를 재순환시키는 유선을 더 포함하는 것.
구현예 21: 원유를 화학물질로 열 전환하는 시스템으로서, 상기 시스템은:
전체 원유를 증기 분해기 공급원료로 컨디셔닝하도록 구성된 하나 이상의 수소처리 및/또는 수소화분해 반응기를 포함하는, 컨디셔닝 시스템;
상기 증기 분해기 공급원료를 에틸렌, 프로필렌 및 부텐을 포함하는 화학 물질로 전환하는, 증기 분해기;를 포함하고,
상기 컨디셔닝 유닛 및 상기 증기 분해기는 정렬된 가동 시간을 가지도록 구성되는 것.
구현예 22: 원유의 화학물질로의 열 전환을 위한 공정으로서, 상기 공정은:
전체 원유를 하나 이상의 반응기를 포함하는 컨디셔닝 유닛에서 수소처리 및/또는 수소화분해하는 단계;
상기 수소처리 및/또는 수호화분해된 전체 원유를 에틸렌, 프로필렌 및 부텐을 포함하는 화학물질로 전환하는 증기 분해기로 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 컨디셔닝 유닛 및 상기 증기 분해기는 정렬된 가동 시간을 가지도록 구성된다.
구현예 23: 구현예 19의 공정에 있어서, 상기 전체 원유는 565℃ 이하의 끓는점을 가지는 탄화수소 응축물인 것.
구현예 24: 전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀 및/또는 방향족 화합물을 제조하는 공정으로서, 상기 공정은:
전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는 단계;
상기 고비점 잔여물을 피치 분획 및 탈아스팔트화유 분획으로 분리하는 단계;
상기 탈아스팔트화유 분획을 수소처리 시스템에서 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는 단계;
상기 중비점 분획을 제 2 수소처리 시스템에서 수첨 분해하여 증기 분해기 공급물을 제조하는 단계;
상기 저비점 분획, 상기 증기 분해기 공급물, 및 상기 수소처리된 유출물을 증기 분해기로 공급하여 그 내부의 탄화수소를 하나 이상의 경질 올레핀 및 열분해유로 전환하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 25: 구현예 24의 공정에 있어서, 상기 저비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
14중량% 이상의 수소 함량;
5 미만의 BMCI;
40도 초과의 API 중력;
1000ppm 미만의 황 함량;
10ppm 미만의 질소 함량;
1cSt 미만의 40℃ 측정 점도;
1중량% 미만의 MCRT; 및
1ppm 미만의 총 금속.
구현예 26: 구현예 24 또는 구현예 25의 공정에 있어서, 상기 중비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
약 12중량% 내지 약 14중량% 범위 내의 수소 함량;
약 5 내지 50 미만의 범위 내의 BMCI;
약 10도 내지 약 40도의 범위 내의 API 중력;
약 1000ppm 내지 약 10000ppm의 범위 내의 황 함량;
약 1ppm 내지 약 100ppm의 범위 내의 질소 함량;
1cSt 초과의 40℃ 측정 점도;
5 중량% 미만의 MCRT; 및
50ppm 미만의 총 금속.
구현예 27: 구현예 24 내지 26 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 12중량% 미만의 수소 함량;
50 초과의 BMCI;
10도 미만의 API 중력;
10000ppm 초과의 황 함량;
100ppm 초과의 질소 함량;
100cSt 초과의 100℃ 측정 점도;
5 중량%; 초과의 MCRT 및
50ppm 초과의 총 금속.
구현예 28: 구현예 24 내지 27 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 공급원료의 총 화학제품 생산량은 전체 공급원료 공급 유량에 비해 생산된 올레핀의 총량을 기준으로 적어도 65중량%인 것.
구현예 29: 구현예 24 내지 28 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획을 수첨 분해하는 단계는 상기 고비점 잔여물 분획 내의 탄화수소를 하나 이상의 나프타 범위 탄화수소로 전환하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 30: 구현예 24의 공정에 있어서, 상기 전체 원유를 분리하는 단계;는,
상기 전체 원유를 가열기로 공급하여, 예열된 탄화수소 공급원료를 제조하는 단계;
상기 예열된 탄화수소 공급원료를 분리기에서 상기 저비점 분획 및 중간 분획으로 분리하는 단계;
상기 중간 분획을 상기 가열기로 다시 공급하여, 가열된 중간 분획을 제조하는 단계;
수소 흐름 및 상기 중간 분획을 고온 수소 탈거장치로 공급하는 단계;
상기 가열된 중간 분획을 상기 고온 수소 탈거장치에서 상기 중비점 분획 및 고온 수소 탈거장치 탑저 분획으로 분리하는 단계;
상기 고온 수소 탈거장치 탑저 분획을 상기 중간 분획에 붙인 간접 열교환을 통해 냉각하여 상기 고비점 잔여물 분획을 제조하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 31: 전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀 및/또는 방향족 화합물을 제조하는 공정에 있어서, 상기 공정은:
전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는 단계;
상기 고비점 분획을 용매 탈아스팔트화 유닛에서 분리하여 피치 분획 및 탈아스팔트화유 분획을 제조하는 단계;
상기 탈아스팔트화유 분획 및 열분해유를 수소처리 시스템에서 수첨 분해하여 수소처리된 분획을 제조하는 단계;
상기 중비점 분획을 제 2 수소처리 시스템에서 수첨 분해하여 증기 분해기 공급물을 제조하는 단계;
상기 저비점 분획, 상기 증기 분해기 공급물, 및 상기 수소처리된 유출물을 증기 분해기로 공급하여 그 내부의 탄화수소를 하나 이상의 경질 올레핀 및 상기 열분해유로 전환하는 단계;
상기 열분해유를 상기 용매 탈아스팔트화 유닛으로 재순환시키는 단계;를 포함하는 것.
구현예 32: 구현예 31의 공정에 있어서, 상기 저비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
14중량% 이상의 수소 함량;
5 미만의 BMCI;
40도 초과의 API 중력;
1000ppm 미만의 황 함량;
10ppm 미만의 질소 함량;
1cSt 미만의 40℃ 측정 점도;
1중량% 미만의 MCRT; 및
1ppm 미만의 총 금속.
구현예 33: 구현예 31 또는 구현예 32의 공정에 있어서, 상기 중비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
약 12중량% 내지 약 14중량%의 범위 내의 수소 함량;
약 5 내지 50 미만의 범위 내의 BMCI;
약 10도 내지 약 40도의 범위 내의 API 중력;
약 1000ppm 내지 약 10000ppm의 범위 내의 황 함량;
약 1ppm 내지 약 100ppm의 범위 내의 질소 함량;
1cSt 초과의 40℃ 측정 점도;
5 중량% 미만의 MCRT; 및
50ppm 미만의 총 금속.
구현예 34: 구현예 31 내지 33 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것:
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 12중량% 미만의 수소 함량;
50 초과의 BMCI;
10도 미만의 API 중력;
10000ppm 초과의 황 함량;
100ppm 초과의 질소 함량;
100cSt 초과의 100℃ 측정 점도;
5 중량%; 초과의 MCRT 및
50ppm 초과의 총 금속.
구현예 35: 구현예 31 내지 34 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 공급원료의 총 화학제품 생산량은 전체 공급원료 공급 유량에 비해 생산된 올레핀의 총량을 기준으로 적어도 65중량%인 것.
구현예 36: 구현예 31 내지 35 중 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하는 단계;는, 상기 고비점 잔여물 분획 내의 탄화수소를 하나 이상의 나프타 범위 탄화수소로 전환하는 단계;를 포함하는 것.
구현예 37: 구현예 31의 공정에 있어서, 상기 전체 원유를 분리하는 단계;는,
상기 전체 원유를 가열기로 공급하여, 예열된 탄화수소 공급원료를 제조하는 단계;
상기 예열된 탄화수소 공급원료를 분리기에서 상기 저비점 분획 및 중간 분획으로 분리하는 단계;
상기 중간 분획을 상기 가열기로 다시 공급하여, 가열된 중간 분획을 제조하는 단계;
수소 흐름 및 상기 중간 분획을 고온 수소 탈거장치로 공급하는 단계;
상기 가열된 중간 분획을 상기 고온 수소 탈거장치에서 상기 중비점 분획 및 고온 수소 탈거장치 탑저 분획으로 분리하는 단계;
상기 고온 수소 탈거장치 탑저 분획을 상기 중간 분획에 붙인 간접 열교환기를 통해 냉각하여 고비점 잔여물 분획을 제조하는 단계;를 포함하는 것.
본 개시는 제한된 수의 구현예를 포함하지만, 본 개시의 이점을 가지는 당업자는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 다른 구현예가 고려될 수 있음을 이해할 것이다.
Claims (22)
- 전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀 및/또는 방향족 탄화수소를 제조하는 공정으로서, 상기 공정은,
전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는 단계;
고비점 분획을 용매 탈아스팔트화 유닛에서 분리하여 탈아스팔트화유 분획 및 피치(pitch) 분획을 제조하는 단계;
중비점 분획 및 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는 단계;
수소처리된 유출물 및 저비점 분획을 증기 분해기로 공급하여 그 내부의 탄화수소를 하나 이상의 경질 올레핀 및 열분해유로 전환하는 단계를 포함하는, 공정. - 제 1 항에 있어서, 상기 저비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것인, 공정:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
14중량% 이상의 수소 함량;
5 미만의 BMCI;
40도 초과의 API 중력;
1000ppm 미만의 황 함량;
10ppm 미만의 질소 함량;
1cSt 미만의 40℃ 측정 점도;
1중량% 미만의 MCRT; 및
1ppm 미만의 총 금속. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것인, 공정:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
약 12중량% 내지 약 14중량%의 범위 내의 수소 함량;
약 5 내지 50 미만의 범위 내의 BMCI;
약 10도 내지 약 40도의 범위 내의 API 중력;
약 1000ppm 내지 약 10000ppm의 범위 내의 황 함량;
약 1ppm 내지 약 100ppm의 범위 내의 질소 함량;
1cSt 초과의 40℃ 측정 점도;
5 중량% 미만의 MCRT; 및
50ppm 미만의 총 금속. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것인, 공정:
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 12중량% 미만의 수소 함량;
50 초과의 BMCI;
10도 미만의 API 중력;
10000ppm 초과의 황 함량;
100ppm 초과의 질소 함량;
100cSt 초과의 100℃ 측정 점도;
5 중량%; 초과의 MCRT 및
50ppm 초과의 총 금속. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급원료의 총 화학제품 생산량은 전체 공급원료 공급 유량에 비해 생산된 올레핀의 총량을 기준으로 적어도 65중량%인 것인, 공정.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획을 수첨 분해하는 단계;는, 상기 탈아스팔트화유 내의 탄화수소를 하나 이상의 증기 분해성 제품으로 전환하는 단계;를 포함하는, 공정.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전체 원유를 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는 단계는:
탄화수소 공급원료를 가열기로 공급하여, 예열된 탄화수소 공급원료를 제조하는 단계;
상기 예열된 탄화수소 공급원료를 분리기에서 저비점 분획 및 중간(intermediate) 분획으로 분리하는 단계;
상기 중간 분획을 상기 가열기로 다시 공급하여, 가열된 중간 분획을 제조하는 단계;
고온 수소 탈거장치로 수소 흐름을 공급하는 단계;
상기 고온 수소 탈거장치에서 상기 가열된 중간 분획을 중비점 분획 및 고온 수소 탈거장치 탑저 분획으로 분리하는 단계; 및
상기 고온 수소 탈거장치의 탑저 분획을 상기 중간 분획에 붙인 간접 열교환을 통해 냉각하여 고비점 잔여물 분획을 제조하는 단계;를 포함하는, 공정. - 제 2 항에 있어서, 상기 저비점 분획은 160℃ 초과의 비점을 가지는 탄화수소를 포함하지 않는 것인, 공정.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열분해유를 상기 용매 탈아스팔트화 유닛으로 재순환시키는 단계;를 더 포함하는, 공정.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중비점 분획 및 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하는 단계;는:
상기 중비점 분획을 제 1 수소처리 유닛에서 수첨 분해하는 단계;
상기 탈아스팔트화유 분획을 제 2 수소처리 유닛에서 분해하는 단계;를 포함하는 것인, 공정. - 제 11 항에 있어서, 상기 중비점 분획을 수첨 분해하는 단계;는 상기 중비점 분획 내의 탄화수소를 주로 증기 분해성 제품으로 전환하는 단계;를 포함하는 것인, 공정.
- 제 11 항에 있어서, 상기 탈아스팔트화유 분획을 수첨 분해하는 단계;는 상기 탈아스팔트화유 분획 내의 탄화수소를 주로 증기 분해성 제품으로 전환하는 단계;를 포함하는 것인, 공정.
- 전체 원유 및 기타 중질 탄화수소 흐름을 전환하여 올레핀을 제조하는 시스템으로서, 상기 시스템은:
전체 원유를 적어도 저비점 분획, 중비점 분획 및 고비점 잔여물 분획으로 분리하는, 분리 유닛;
상기 고비점 잔여물 분획을 탈아스팔트화 하고, 탈아스팔트화유 분획 및 피치 분획을 제조하는, 용매 탈아스팔트화 유닛;
상기 중비점 분획 및 상기 탈아스팔트화 분획을 수첨 분해하여 수소처리된 유출물을 제조하는, 컨디셔닝 시스템;
상기 수소처리된 유출물 및 상기 저비점 분획을 하나 이상의 경질 올레핀 및 열분해유로 전환하는, 증기 분해기 유닛;을 포함하는, 시스템. - 제 13 항에 있어서, 상기 저비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것인, 시스템:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
14중량% 이상의 수소 함량;
5 미만의 BMCI;
40도 초과의 API 중력;
1000ppm 미만의 황 함량;
10ppm 미만의 질소 함량;
1cSt 미만의 40℃ 측정 점도;
1중량% 미만의 MCRT; 및
1ppm 미만의 총 금속. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 중비점 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것인, 시스템:
약 130℃ 내지 약 200℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 95% 끓는점 온도;
약 12중량% 내지 약 14중량% 범위 내의 수소 함량;
약 5 내지 50 미만의 범위 내의 BMCI;
약 10도 내지 약 40도의 범위 내의 API 중력;
약 1000ppm 내지 약 10000ppm의 범위 내의 황 함량;
약 1ppm 내지 약 100ppm의 범위 내의 질소 함량;
1cSt 초과의 40℃ 측정 점도;
5 중량% 미만의 MCRT; 및
50ppm 미만의 총 금속. - 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고비점 잔여물 분획은 하기 성질 중 2개 이상을 가지는 것인, 시스템:
약 400℃ 내지 약 600℃ 범위 내의 5% 끓는점 온도;
약 12중량% 미만의 수소 함량;
50 초과의 BMCI;
10도 미만의 API 중력;
10000ppm 초과의 황 함량;
100ppm 초과의 질소 함량;
100cSt 초과의 100℃ 측정 점도;
5 중량%; 초과의 MCRT 및
50ppm 초과의 총 금속. - 제 13 항에 있어서, 상기 중비점 분획 및 상기 탈아스팔트화유 분획을 수소처리하는, 상기 컨디셔닝 시스템은:
상기 중비점 분획을 수소처리하는, 제 1 수소처리 유닛; 및
상기 탈아스팔트유 분획을 수소처리하는, 제 2 수소처리 유닛을 포함하는 것인, 시스템. - 제 13 항에 있어서, 상기 탈아스팔트화유 분획을 상기 제 1 수소처리 유닛으로 우회시키는 유선을 더 포함하는, 시스템.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 수소처리 유닛은 상기 중비점 분획 내의 탄화수소를 주로 증기 분해성인 제품으로 전환하도록 구성된 촉매를 포함하는 것인, 시스템.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 수소처리 유닛은 상기 탈아스팔트화유 분획을 주로 증기 분해성인 제품으로 전환하도록 구성된 촉매를 포함하는 것인, 시스템.
- 제 13 항에 있어서, 상기 용매 탈아스팔트화 유닛으로 상기 열분해유를 재순환시키는 유선을 더 포함하는, 시스템.
- 원유를 화학물질로 열 전환하는 시스템으로서, 상기 시스템은:
전체 원유를 증기 분해기 공급원료로 컨디셔닝하도록 구성된 하나 이상의 수소처리 및/또는 수소화분해 반응기를 포함하는,컨디셔닝 시스템;
상기 증기 분해기 공급원료를 에틸렌, 프로필렌 및 부텐을 포함하는 화학 물질로 전환하는, 증기 분해기;를 포함하고,
상기 컨디셔닝 유닛 및 상기 증기 분해기는 정렬된 가동 시간을 가지도록 구성되는 것인, 시스템.
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