(57)【要約】      （修正有）【課題】ライトタイトオイル及び高硫黄燃料油を使用して製造した、非常に低い硫黄及び窒素を有し、実質的に金属を含まない燃料、及び、燃料として有用な配合組み合わせの提供。【解決手段】ライトタイトオイルを、処理された可溶性脱アスファルト化油及び高硫黄燃料油由来のより軽い材料を有する水素化変換反応流出物または残留物水素化処理によって処理された他の残留物に組み合わせて得られる燃料。未変換油は溶剤分離を通過して不溶性の残存金属及びアスファルテンを除去し、可溶性脱アスファルト化油を形成し、続いて水素化処理または水素化変換により処理されて前記処理可溶性脱アスファルト化油を形成する。組み合わせで得られた燃料の硫黄含有量は０．５重量％以下である。【選択図】図１
2020143299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライトタイトオイルを処理された可溶性脱アスファルト化油及び高硫黄燃料油由来のより軽い材料を有する水素化変換反応流出物または残留物水素化処理によって処理された他の残留物に組み合わせ、処理液及び未変換油を有する流出物を形成することによって得られる燃料であって、前記未変換油は溶剤分離を通過して不溶性の残存金属及びアスファルテンを除去し、可溶性脱アスファルト化油を形成し、形成された可溶性脱アスファルト化油は、続いて追加の水素化処理または追加の水素化変換により処理されて前記処理可溶性脱アスファルト化油を形成し、前記燃料は、実際の硫黄含有量が０．５重量％以下であり、初留点がライトタイトオイルまたは組み合わされた前記水素化変換からのより軽い材料の最低沸点成分の初留点であり、最高沸点が高硫黄燃料油由来の前記処理可溶性脱アスファルト化油または組み合わされた他の残留物の最高沸点成分の最高沸点である
ことを特徴とする燃料。
【請求項２】
燃料として有用な配合組み合わせであって、前記燃料を、
（Ｌ）＋（Ｍ）＋（Ｈ）からなる一連の炭化水素構成要素を組み合わせて得られた組み合わせを、合計１００体積％に基づいて
（ａ）（Ｌ）％＋（Ｍ）％＋（Ｈ）％＝１００％、
（ｂ）（Ｌ）％＝（Ｈ）％＝（１００％−（Ｍ）％）／２）及び
（ｃ）（Ｍ）％がゼロ（零）または１００％未満であるならば、前記残りは、（Ｌ）％／（Ｈ）％率が０．４／１〜０．６／１であるように決定して形成し、
（ｄ）前記組み合わせは、（Ｍ）％がゼロ（零）または１００％未満であるならば、前記残りは、（Ｌ）％／（Ｈ）％率が０．４／１〜０．６／１であり、硫黄含有量が０．２５重量％以下である場合を除き、最終的に（１）１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３以内の密度、（２）０．５重量％以下の硫黄含有量、及び（３）４０重量ｐｐｍ以下の金属含有量を有し、
（ｅ）（Ｌ）は、ナフサ及び灯油範囲物質の成分を含み、精製または部分精製され、軽質ガスまたは水の任意の分離を除き、分留、水素化処理またはその他の処理工程を行うことなく、未精製または抽出して使用され、３８℃（華氏１００度）以下の初留点、９０％プラス終点１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）を有し、（Ｌ）範囲成分は、（Ｌ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｌ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与え、
（ｆ）（Ｍ）は、約１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）の初留点、約３８５℃（華氏７２５度）〜４１０℃（華氏７７０度）の９０％プラス終点を有する精製または部分精製された石油留分を有し、（Ｍ）範囲成分は、（Ｍ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｍ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与え、
（ｇ）（Ｈ）は、約３８５℃（華氏７２５度）〜約４１０℃（華氏７７０度）の初留点、約８１５℃（華氏１４９９度）以下の終点を有する精製または部分精製された石油留分を有し、（Ｈ）の終点は、溶剤分離により処理してアスファルテン及び金属の存在を低減した後、回収し、続いて水素化変換または水素化処理により処理して組み合わせ燃料の最終硫黄含有量を満たすように（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の前記組み合わせに添加できるレベルにされた流れの成分の最高沸点であり、（Ｈ）範囲成分は、（Ｈ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｈ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与えるものである
ことを特徴とする配合組み合わせ。
【請求項３】
（Ｍ）が１０％〜９０％存在し、残りの（Ｌ）／（Ｈ）比が０．４／１〜０．６／１である
請求項２に記載の燃料。
【請求項４】
（Ｍ）が２０％〜８０％存在し、残りの（Ｌ）／（Ｈ）比が０．４／１〜０．６／１である
請求項２に記載の燃料。
【請求項５】
（Ｍ）が３０％〜７０%存在し、残りの（Ｌ）／（Ｈ）比が０．４／１〜０．６／１である
請求項２に記載の燃料。
【請求項６】
硫黄含有量が０．１重量％以下であり、金属含有量が２５重量ｐｐｍ以下である
請求項２に記載の燃料。
【請求項７】
燃料として有用な配合組み合わせであって、前記燃料は（Ｌ）＋（Ｍ）＋（Ｈ）からなる一連の炭化水素を組み合わせることによって形成され、得られた組み合わせは、（Ｍ）範囲構成要素が３０体積％〜７０体積％であり、（Ｌ）及び（Ｈ）の部分に等しい残り部分の（Ｌ）／（Ｈ）比は合計１００体積％に基づいて０．９／１〜１／０．９であり、最終組み合わせ密度が１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３であり、全硫黄含有量が０．２５重量％以下であり、金属含有量が４０重量ｐｐｍ以下であり、
（ａ）（Ｌ）は、ナフサ及び灯油範囲物質の成分を含み、精製または部分精製され、軽質ガスまたは水の任意の分離を除き、分留、水素化処理またはその他の処理工程を行うことなく、未精製または抽出して使用され、３８℃（華氏１００度）以下の初留点、９０％プラス終点１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）を有し、（Ｌ）範囲成分は、（Ｌ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｌ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与え、
（ｂ）（Ｍ）は、約１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）の初留点、約３８５℃（華氏７２５度）〜４１０℃（華氏７７０度）の９０％プラス終点を有する精製または部分精製された石油留分を有し、（Ｍ）範囲成分は、（Ｍ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｍ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与え、
（ｃ）（Ｈ）は、約３８５℃（華氏７２５度）〜約４１０℃（華氏７７０度）の初留点、約８１５℃（華氏１４９９度）以下の終点を有する精製または部分精製された石油留分を有し、（Ｈ）の終点は、溶剤分離により処理してアスファルテン及び金属の存在を低減した後、回収し、続いて水素化変換または水素化処理により処理して組み合わせ燃料の最終硫黄含有量を満たすように（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の組み合わせに添加できるレベルにされた流れの成分の最高沸点であり、（Ｈ）範囲成分は、（Ｈ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｈ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与えるものである
ことを特徴とする配合組み合わせ。
【請求項８】
（Ｍ）の範囲が４０体積％〜６０体積％であり、残りが（Ｌ）及び（Ｈ）部分に実質的に等しい
請求項７に記載の燃料。
【請求項９】
全硫黄含有量が０．１重量％以下であり、金属含有量が２５重量ｐｐｍ以下であり、前記燃料はライトタイトオイル及び水素化変換された高硫黄燃料油の組み合わせ由来の炭化水素を有し、前記燃料は常圧蒸留条件において任意の前記油のいずれかの留分の最低沸点である初留点及び溶剤分離に好適な溶剤に可溶である前記高硫黄燃料油の前記残留部分の最高沸点である最高沸点を有する
請求項７に記載の燃料。
【請求項１０】
燃料として有用な配合組み合わせであって、前記燃料は（Ｌ）＋（Ｍ）＋（Ｈ）からなる一連の炭化水素を組み合わせることによって得られ、得られた最終組み合わせは下記の特性、
（ａ）０．０５重量％（５００重量ｐｐｍ）〜０．２５重量％（２５００重量ｐｐｍ）の硫黄、
（ｂ）１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の最終組み合わせ密度、
（ｃ）２５重量ｐｐｍ以下の全金属、
（ｄ）４３．８１〜４５．１５ＭＪ／ｋｇのＨＨＶ、及び
（ｅ）４１．０６〜４２．３３ＭＪ／ｋｇのＬＨＶを有し、
（ｆ）（Ｌ）は、ナフサ及び灯油範囲物質の成分を含み、精製または部分精製され、軽質ガスまたは水の任意の分離を除き、分留、水素化処理またはその他の処理工程を行うことなく、未精製または抽出して使用され、３８℃（華氏１００度）以下の初留点、９０％プラス終点１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）を有し、（Ｌ）範囲成分は、（Ｌ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｌ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与え、
（ｇ）（Ｍ）は、約１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）の初留点、約３８５℃（華氏７２５度）〜４１０℃（華氏７７０度）の９０％プラス終点を有する精製または部分精製された石油留分を有し、（Ｍ）範囲成分は、（Ｍ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｍ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与え、
（ｈ）（Ｈ）は、約３８５℃（華氏７２５度）〜約４１０℃（華氏７７０度）の初留点、約８１５℃（華氏１４９９度）以下の終点を有する精製または部分精製された石油留分を有し、（Ｈ）の終点は、溶剤分離により処理してアスファルテン及び金属の存在を低減した後、回収し、続いて水素化変換または水素化処理により処理して組み合わせ燃料の最終硫黄含有量を満たすように（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の前記組み合わせに添加できるレベルにされた流れの成分の最高沸点であり、（Ｈ）範囲成分は、（Ｈ）の個々の構成要素が前記組み合わせ密度範囲外であっても、（Ｈ）範囲嵩密度及び最終組み合わせ密度を与える
ことを特徴とする配合組み合わせ。
【請求項１１】
（ａ）１０ｍｍ2／ｓ（１ｍｍ2／ｓ＝１ｃＳｔ）未満の５０℃での動粘度、
（ｂ）０．３２〜１．５の範囲の残留炭素分、
（ｃ）５未満の実在ガム、
（ｄ）約０．５の酸化安定性、
（ｅ）０．０５ｍｇ ＫＯＨ／ｇ未満の酸価、及び
（ｆ）０．０５重量％（５００重量ｐｐｍ）〜０．１重量％（１０００重量ｐｐｍ）の硫黄、
の１つまたは複数を有する
請求項１０に記載の燃料。
【請求項１２】
ライトタイトオイル及び前記水素化変換により処理された高硫黄燃料油または他の残留物由来の処理された可溶性脱アスファルト化油の最高沸点成分以下で沸騰する水素化変換反応流出物を有する配合燃料であって、前記燃料は、初留点がライトタイトオイルまたは組み合わされた前記水素化変換からのより軽い材料の最低沸点成分の初留点であり、最高沸点が高硫黄燃料油由来の前記処理可溶性脱アスファルト化油または組み合わされた他の残留物の最高沸点成分の最高沸点である一連の炭化水素を有し、前記燃料が１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３以内の密度、０．５重量％以下の硫黄、及び２５重量ｐｐｍ以下の金属を有する
ことを特徴とする燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を製造する新規方法及び原油から製造される広範囲（Ｃ３またはＣ５〜Ｃ２０以上）の炭化水素を有する燃料を想定した組成物を調製する新規方法を提供する。本発明の方法における好ましい供給原料は、例えば、精製所中間残渣、高硫黄燃料油、低硫黄燃料油またはライトタイトオイル、凝縮物、超重質油、タールサンド及びアスファルトなどの、従来の精製所においては原料油としてこれまで好ましくないとされていた炭化水素源である。本発明により提供される上記燃料は、硫黄及び窒素が非常に少なく、多くの技術により測定される金属量が非常に低い超清浄燃料であり、金属はほとんど検出されず、実質的に金属を含まず、大型海上輸送船上での使用だけでなく、大型陸上燃焼ガスタービン、ボイラー及び輸送車両及び列車用として陸上においても特に費用効果が高い燃料である。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、少なくとも３つの問題、（１）低価値炭化水素を高価値燃料へ変換すること、（２）費用効果良く硫黄及び窒素を削減し、該燃料から金属を実質的に除去すること、及び（３）該燃料を海上または陸上用エンジン、燃焼ガスタービン、またはボイラーなどの燃焼式ヒーターで使用できるように適合させること、を対象としている。
【０００３】
特定の炭化水素供給源は、精製所供給原料として望ましくなく、精製所により低評価されることがある。従来の精製所では、全または広範囲の炭化水素を有する原油の各バレルを、複数の燃料製造物及び下流化学品製造物からの原料油に分割しようと努めている。多くの場合、精製所は広範囲の炭化水素を有する供給原料を好む。利鞘が非常に小さいことが多い場での競争では、特定の精製所は、顧客の供給上の制約を満たすだけでなく、全ての単位操作を満たすために必要とされる材料とエネルギーとのバランスを達成するため、原油の全炭素範囲のほとんどを必要とするが、これらの精製所はまた、処理上の問題を引き起こすことのない、または操作コストを引き上げない供給原料を選びがちである。
【０００４】
従来の精製所は、例えば、装置、稼働及び投資コストの問題を引き起こすＭａｙａ（メキシコ）、ＢＣＦ-１７（ベネズエラ）、及びＯｒｉｅｎｔｅ（エクアドル）などの非常に重質な原油では、操作上の問題に直面する。このような問題は、有機物が豊富な堆積ケロゲン含有岩石及び凝縮物から得られるオイルシェールの処理でも同様に起こり得る。
【０００５】
従来の精製所はまた、原油と比較して「バレルの底部のほとんどを欠いているもの」として説明されることのあるライトタイトオイルの処理の問題に直面する。ライトタイトオイル（単にタイトオイルとも称される）は、シェール及び砂岩や炭酸塩のような他の低浸透性形成物から製造されるものとして現在広く入手可能である。従来の原油と比較して、タイトオイルは過剰な軽質末端を有するが、精製所で「減圧軽油」範囲または「重質残渣」または「減圧残油」範囲と呼ばれる、それぞれ４２５℃または５６５℃より高温で沸騰するか、または「バレルの底部」の重質範囲物質の炭化水素をほとんどまたは全く有さない。非特許文献１参照。
【０００６】
本明細書で使用されている、「タイトオイル」、「ライトタイトオイル」または「ＬＴＯ」という用語は、（ｉ）ほとんど測定不能またはゼロ（０）重量％〜０．２重量％の範囲の硫黄含有量、（ｉｉ）密度、３８〜５７度の範囲のＡＰＩ（度）、（ｉｉｉ）金属の痕跡及び（ｉｖ）炭化水素範囲に基づく供給源の幅広い変動を有する石油井口凝縮物、非随伴天然ガス凝縮物またはシェールガス凝縮物を意味するが、全てが同じではない。異なる供給源からのＬＴＯは、蒸留取り出し留分範囲が異なる。特定の精製所が特徴づけした留分の範囲について使用する説明によれば、ＬＴＯの例示的な変動は、（ａ）５〜２０重量％の液化石油ガス範囲、（ｂ）１０〜３５重量％のナフサ、（ｃ）１５〜３０重量％の灯油／ジェット範囲、（ｄ）１５〜２５重量％のディーゼル及び重質留分、（ｅ）痕跡レベル〜１０％以上の減圧軽油、及び（ｆ）ゼロ（０％）〜約５重量％以上の重質残渣を有してよい。
【０００７】
このようなライトタイトオイル、特に少量の重質軽油及び実質的にゼロまたは非常に少量の重質残渣を有するものは、軽油内の底部留分中に実質的に重質炭化水素を含有せず、脱硫または他の水素化処理のための処理バランスを提供するための残留物範囲またはプロセス水素生成を維持するために十分な対応する残留物を含有せず、そのような軽質原油の硫黄及び金属を削減し汚染除去するための費用効果の高い水素化処理が可能であり、あるいは特定の種類のエンジンでの使用に十分な潤滑性を有する。例えば、特定のタイトオイルの成分範囲を提供する非特許文献２を参照。原油蒸留塔からの生成物取り出し物の混合物のバランスを取り、多くの精製所の稼働に適合させるために、タイトオイルを重質のアスファルト原油と配合することは、多くの精製所にとって望ましい蒸留プロファイルをもたらすので、意味のあることである。このことは当業者に認識されていることであるが、これを実行すると、アスファルテン不安定化などの互換性の問題にもつながる（非特許文献３）。
【０００８】
原油と比較して、「バレルの底部」の一部または「バレルの上部のほとんどを欠いているもの」の一部であるとして説明されることのある高硫黄燃料油または「ＨＳＦＯ」においても、従来の精製所は処理上の問題に直面する。当技術分野における他の用途では、「高硫黄燃料油」または「ＨＳＦＯ」という用語は、様々な技術記事、特許及び法令において、異なる、時には似ていない、矛盾し、混乱する意味が割り当てられており、その一部は時間と共に変化するものである。広く使用される「高硫黄燃料油」という用語は、燃料での使用以外のものを含む、軽質で低沸点であるが高硫黄（したがって、高煙）灯油から３．５重量％を超える硫黄含有量を有する重質海洋バンカー燃料またはマスト（ｍａｓｕｔ）または他の重質残渣である「バレルの底部」物質まで含む広範な材料を説明するために使用されており、場合によっては、明確なまたは均一に適用される仕様を有していない。特定の指標報告システムは、ＩＳＯ８２１７仕様に基づき、ＨＳＦＯを硫黄分がＲＭＧ３．５％である燃料油として使用しているが、他では異なる硫黄含有量が使用されている。
【０００９】
本明細書及び特許請求の範囲で使用されるように、「高硫黄燃料油」または「ＨＳＦＯ」は、０．５０％ｍ／ｍ（０．５重量％）を超える硫黄含有量を有する、燃料として使用される物質を意味する。本明細書で使用される「重油」、「重質残留油」、「残渣」、「残留物」または「他の重質油」、「タールサンド」及び「超重質油」という用語は、硫黄含有量が０．５０％ｍ／ｍ（０．５重量％）を超える石油由来炭化水素系物質を含む。「高硫黄」という用語は、燃料の目標硫黄含有量限度または適用される法定硫黄限度を上回る値のいずれか低い方を意味する。
【００１０】
他の問題は、高硫黄燃料油の市場が縮小しており、大量のＨＳＦＯを配合できないか、輸送できないことである。電力需要を満たすためにＨＳＦＯを燃焼する多くの国では、現地供給のために天然ガスを代替している。例えば、２０１５年にメキシコは、発電所が天然ガスの現地供給に転換したときに、純輸入国からＨＳＦＯの輸出国になった。
【００１１】
例えば、米国の一部では、家庭暖房用石油に対する要件を２，０００重量ｐｐｍまたはそれ以上の硫黄分の代わりに５００重量ｐｐｍ以下の硫黄分に変更した州もある。その結果、特定のパイプライン及び流通網は、特定の地域、特に地方の精製所が低硫黄燃料油を効率的に処理するための供給原料、装置または技術を持たない地域において、高硫黄燃料油の過剰供給による影響に関連して、「高硫黄燃料油」の輸送を拒否している。多くの精製所管理者にとって、必要な出資に対してＨＳＦＯ投資収益により対処するために残留物の品質を上げるという実際的な選択は、代替投資よりもはるかに低い。タービン燃料としてＨＳＦＯを使用すると、腐食及び汚染の問題が発生し、信頼性が失われる。
【００１２】
常圧原油及び／または減圧蒸留ユニット、溶剤分離、水素化処理、ガス化及び多くの他の単位操作を使用する従来技術の精製所設計では、原油供給原料の各バレルを、異なる用途または下流処理ごとにそれぞれ異なる仕様の複数の製造物に分割する。
【００１３】
水素化スキミング精製所では、原油をトッピング精製所に似た複数の製造物に変換するが、典型的には、ディーゼル製造において水素化処理装置により消費される水素も生成する改質装置への重質ナフサの添加が制限される。トッピング精製所のような水素化スキマーは、たった一つの製造物ではなく、典型的には、地元での消費用に広範囲のガソリン、灯油、ディーゼル及び燃料油を作る。別々の直列または並列の水素化処理反応器ゾーンまたは統合した水素化処理反応器ゾーンを含む水素化処理を適合させる様々な態様は、当該技術分野において公知である。Ｃａｓｈらの特許文献１及びその中で引用されている参考文献には、異なる供給原料の統合型水素化分解及び水素化処理が開示されており、別々の水素化処理ゾーンからの水素含有及び液体含有流れは、開示されている方法により分配または組み合わされる。
【００１４】
初期の沸騰型システムはＪｏｈａｎｓｏｎの特許文献２（１９６１）及び特許文献３（１９６５）に記載されており、沸騰床反応器による重質油及び残渣の残留物水素化変換処理は、当該技術分野において公知である。沸騰床反応器は、反応容器内での触媒存在下における重質炭化水素液と水素との流動接触を有し、関連する様々な補助的気液分離器及び水素構成及び再生流れ、及び硫黄含有ガス処理システムは周知であり、当該技術分野で商業的に実践されている。Ｃｏｌｙａｒらの特許文献４は一連の沸騰型反応器を、特許文献５は沸騰型反応器による水素化変換ステップ及び固定床水素化処理器による水素化処理ステップを記載している。Ｂａｌｄａｓｓａｒｉらによる特許文献６（２０１４）は、様々な統合型水素化変換、水素化分解及び水素化処理装置を含む、水素化変換、水素化分解及び水素化処理工程と共に、様々な水素化変換、水素化分解及び水素化処理触媒も説明している。Ｂａｌｄａｓｓａｒｉらはさらに、蒸留及び重油水素化処理のための様々な触媒組成物及び条件範囲を要約し、水素化分解及び残留物水素化変換のための条件を分類している。これらの全ては、水素化処理の技術分野において当業者に公知である。
【００１５】
重質残渣流内のピッチから脱アスファルト化油を抽出し、脱アスファルト化油を水素化処理の原料として使用するための溶剤分離の使用の様々な態様は、複数の製品流れを生成するために使用されるとして、当該技術分野で公知である。例えば、Ｂｒｉｅｒｌｅｙらの特許文献７（２０１０）は、プロパンまたはブタンやペンタンなどの他のパラフィン系溶剤などの液体溶剤への溶解性に基づき供給原料を分離し、クラッキングまたは分解不要の、脱アスファルト化油の製造のための溶剤脱アスファルト化について記載している。ピッチ残留物は、金属及び硫黄を高含有量で含んでいる。Ｂｒｉｅｒｌｅｙらによれば、脱アスファルト化油は、ナフサ、灯油、ディーゼル及び残留物を含むいくつかの生成物の製造に関する参考文献に記載されているように、硫黄、窒素及び金属を除去するために水素化分解及び水素化処理される。
【００１６】
Ｌｅｎｇｌｅｔによる特許文献８（２００９）は、２つの非アスファルテン油を製造するための原油の予備生成方法及びアスファルテン油の予備蒸留、減圧蒸留、溶媒脱アスファルト化、水素化処理、水素化分解及び残留物水素化変換を有する複数の生成物の作製について記載している。非特許文献４には、水素添加により硫黄を除去し、高活性Ｎｉ／Ｍｏ触媒の使用により硫黄を８ｐｐｍ未満にした製造物を製造するためのユニット設計、触媒の選択、水素消費及び他の稼働条件が記載されている。非特許文献５の６頁、高度精製技術、Ｃａｔａｌａｇｒａｍの特定版発行Ｎｏ.１１３／２０１３もまた、高活性ＣｏＭｏ触媒を使用して立体障害のない硫黄を、高活性ＮｉＭｏ触媒により残存する立体障害硫黄を除去して１０ｐｐｍまでとする水素化処理を記載している。
【００１７】
このように、従来の精製所では、ライトタイトオイル及び残留物を処理することから生じる技術的問題に対処するために多くの改良がなされてきたが、解決策がないまま、重大な問題が残っている。そのような問題は、技術的な溝を引き起こし、ライトタイトオイル及び高硫黄燃料油の実質的に不十分な利用という結果をもたらしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＵＳ１９９９／００４７８号
【特許文献２】米国特許第２，９８７，４６５号
【特許文献３】米国特許第３，１９７，２８８号
【特許文献４】米国特許第６，２７０，６５４号
【特許文献５】米国特許第６，４４７，６７１号
【特許文献６】米国特許公開第２０１４０２２１７１３号（米国特許出願１３/７５８，４２９号）
【特許文献７】米国特許第７，６８６，９４１号
【特許文献８】国際出願ＰＣＴ／ＦＲ２００６／０００６７１号（米国特許出願１１/９１２，７７１号）
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】「Ｒｅｆｉｎｉｎｇ  Ａｍｅｒｉｃａ’ｓ  Ｎｅｗ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｉｇｈｔ  Ｏｉｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」，  ＯＰＩＳ  １６ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｓｕｍｍｉｔ，  Ｌａｓ  Ｖｅｇａｓ  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２０１４）  Ｂａｋｅｒ  ＆  Ｏ’Ｂｒｉｅｎ
【非特許文献２】「Ｔｈｅ  Ｎｏｒｔｈ  Ｄａｋｏｔａ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｃｏｕｎｃｉｌ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  Ｂａｋｋｅｎ  Ｃｒｕｄｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  Ｂａｋｋｅｎ  Ｃｒｕｄｅ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ」（２０１４）、Ｔｕｒｎｅｒ  ＆  Ｍａｓｏｎ
【非特許文献３】Ｂｅｎｏｉｔら、「Ｏｖｅｒｃｏｍｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ  ｏｆ  ｔｉｇｈｔ/ｓｈａｌｅ  ｏｉｌ  ｒｅｆｉｎｉｎｇ」、Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｈａｌｅ  Ｆｅｅｄｓｔｏｃｋｓ、（２０１４）
【非特許文献４】Ａｃｋｅｒｓｏｎら、「Ｒｅｖａｍｐｉｎｇ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｒｓ  Ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａ-Ｌｏｗ  Ｓｕｌｆｕｒ  Ｕｓｉｎｇ  ＩｓｏＴｈｅｒｍｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」
【非特許文献５】Ｓｈｉｆｌｅｔら、「Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  Ｈｙｄｒｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｉｎｇ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｃａｔａｌｙｓｔ」、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃａｔａｌａｇｒａｍ    Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  Ｉｓｓｕｅ  Ｎｏ．１１３／２０１３、６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、ライトタイトオイル及び高硫黄燃料油を使用して、非常に低い硫黄及び窒素を有し、実質的に金属を含まない燃料を大量に、効果的かつ低コストで製造することを可能にし、技術的溝を埋めるものである。該燃料は、発電用の燃焼ガスタービンなどの大規模な陸上用途はもちろん、海洋用途にも特に有用である。本明細書及び特許請求の範囲で使用される「本質的に／実質的に金属を含まない」または「ゼロ金属」という用語は、ゼロ（零）から１００ｐｐｂ（十億分率）未満の範囲の金属含有量または従来のオンライン計器によって確実に測定することが困難なほど低い含有量を意味する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、広範囲（Ｃ３またはＣ５〜Ｃ２０以上）の炭化水素を有し、原油から製造される燃料を想定した組成物を、高硫黄燃料油及びライトタイトオイルから調製する新規方法を提供する。本発明の方法への好ましい供給原料は、例えば、高硫黄燃料油やライトタイトオイルなどの、従来の精製所においては原料油としてこれまで好ましくないとされていた炭化水素供給源である。
【００２２】
本発明の燃料は、硫黄及び窒素が非常に少なく、実質的に金属を含まない超清浄燃料であり、特に船上の大型海上輸送船での使用だけでなく、大型陸上燃焼ガスタービン、ボイラー及び輸送車両及び列車用として陸上においても特に費用効果が高い燃料である。
【００２３】
従来の精製では、原油供給原料を多くの部分に取り出し、各部分は下流の別々の市場経路に送られる。これに対し、本発明者らは、「バレル上部」ライトタイトオイルと「バレル底部」高硫黄燃料油を取り出し、それらを低コストで組み合わせて、原油から製造され、広範囲の炭化水素を有する燃料を想定して、燃料を作り出すことができることを見出した。
【００２４】
本発明は、ライトタイトオイルと残留油とを低コストで組み合わせて商業的規模の大量の清浄燃料を作り出す、低コストシステムを提供する。該燃料は、商用輸送船や発電所燃焼システムに使用される高硫黄バンカー燃料や他の重質残渣に取って代わる。本発明は、このような燃料及び該燃料を作製する方法及び装置を提供し、コスト効率の良い方法で硫黄、窒素及び有害金属の排出を削減する。海運業界に対して、本発明の新規構成は、世界的な海洋硫黄低減目標を達成または超えるために必要な量の低コストの低硫黄船舶用燃料を提供する。
【００２５】
加えて、本発明の燃料はまた、設備、実例としては、電力及び脱塩水を生成するもののような単一サイクルまたは複合サイクル発電所に配備された大規模な陸上用燃焼タービンにおける原油または重質残渣の燃焼の代替物を提供する。本発明の燃料を燃焼するタービンは、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯ2、煤煙、有害金属及び他の燃焼副生成物のタービン排ガス排出量が著しく少なく、供給源に依存して、汚染された重質油または精製残油を燃焼するとき、高温ゾーンの腐食または灰形成条件下での汚染も少ない。
【００２６】
これらの新規プロセスは、驚くほど効果的な方法で最終製造物硫黄含有量を目標硫黄レベル以下に制御しながら、経験則に反するステップを使用して、製造コストを下げている。従来の精製では、取り出し物を分離した後、それらを組み換えるようなことはしない。
【００２７】
例えば、配合に関する従来技術では、配合の焦点は、ガソリン、ディーゼル、またはジェット燃料を形成するための配合であり、別々の精製所生成物の全てを単一の燃料を形成するように配合することではない。すなわち、原油を蒸留により多数の留分に分離することはなく、その後全てを組み換えるだけである。例えば、当該技術は、大量のディーゼル範囲材料をガソリン範囲に配合することを避けるものである。また、最終使用者は、ディーゼルをガソリンに配合しなくてよい。同様に、「灯油」及び「軽質留分」という用語に関わる混乱は、温度範囲（例えば、１９０℃〜２５０℃または１８０℃〜２３０℃）による常圧での蒸留塔留分境界点または他の確立された標準のみに基づいて一様に定義されず、多くの場合、同一、重複、または異なる参照物質間で異なる意味でこれらの用語が使用されることによる。例えば、ＥＩＡは、「中間蒸留物：一般的な分類の蒸留燃料油及び灯油を含む精製石油製造物」と定義している。したがって、温度範囲での精製境界点は、従来の精製所からの各製造物の仕様によって決まり、地方ごとに設定されることが多く、硫黄含有量に基づいて定義されることがない。本発明者らは、これは最適でないことを見出した。
【００２８】
本明細書で使用される「構成要素」という用語は、本発明の実施において「構成要素を組み合わせる」ことによって見出された予想外の現象を、単に成分を配合することとの対比において使用される。人間の介入によるものの組み合わせを指す場合の、「成分」という用語の典型的な使用は、成分の存在による結果への期待を与える。すなわち、成分は、添加されると、全体として特徴的な予想される物理的または化学的特性を与える。
【００２９】
従来の精製所は、ガソリンをディーゼルまたは処理した残留油に混合して燃料を作製することはない。代わりに、取り出し物を異なるエンジンの種類ごとに分離する。
【００３０】
本発明によって今回開示されるまで、当該精油技術における当業者に知られていなかったことが、新規な燃料配合物であり、多くの軽質（Ｌ）、中間（Ｍ）及び重質（Ｈ）構成要素（以下で教示及び定義される）から選択及び／または獲得する方法、及び選択された構成成分を組み合わせて低硫黄で実質的に金属を含まない燃料を形成する最良の方法である。そのようなものは、調理材料で満たされた倉庫を見ているが、最も低いコストで最もカロリーの低いケーキのレシピがなく、特定の方法で材料を処理して組み合わせることによって起こる驚くべき相互作用現象についても知らないパン屋に非常に類似している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】未処理のライトタイトオイルと処理された高硫黄燃料油とを組み合わせて非常に低い硫黄を有する燃料を形成する基本的な装置と処理工程を示す概略図
【図２】軽質サイクル油及び高硫黄燃料油の処理を簡略化し、引火点を調整した低硫黄燃料を製造することを示す説明図
【図３】非常に低い硫黄、窒素及び金属を有する超清浄燃料を製造するために、原油を単独でまたはライトタイトオイル及び高硫黄燃料油と共に使用する装置配置及び処理工程を示す概略図
【図４】新規燃料及びそのような燃料を形成するための軽質（Ｌ）、中間（Ｍ）及び／または重質（Ｈ）材料を有する１つまたは複数の構成要素の組み合わせのレシピを教示し、本発明の方法により製造された参照燃料の体積分率及び密度プロファイル、及びその（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の範囲を概略的に示す説明図
【図５】新規燃料及びそのような燃料を形成するための軽質（Ｌ）、中間（Ｍ）及び／または重質（Ｈ）材料を有する１つまたは複数の構成要素の組み合わせのレシピを教示し、（天然に存在する（Ｌ）の大部分を有し、天然に存在する（Ｍ）及び（Ｈ）は少量である）「バレル上部」として使用できる参照軽質凝縮物の体積分率及び密度プロファイルを示す。バレル上部は、「バレル底部」（Ｈ）構成成分などの他の供給源からの（Ｈ）と組み合わされて本発明の燃料を構成する説明図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、従来の原油以外の供給源からの種々の炭化水素系供給原料を、単独でまたは従来の供給原料とともに変換し、広範囲の炭化水素を有する燃料を形成する方法を提供する。変形例では、ライトタイトオイル供給原料及び高硫黄燃料油供給原料により形成される燃料は、上記燃料を形成する上記ライトタイトオイルの最低沸点のものから高硫黄燃料油由来の水素化変換された液体の最大沸点のものまでの広範囲の炭化水素を有し、上記燃料を形成する。
【００３３】
一実施形態では、１つまたは複数の高硫黄燃料油を残留物水素化変換ゾーンに供給し、沸騰床反応器内で触媒の存在下、残留物水素化変換条件において水素と接触させ、（１）水素化変換産物液、及び水素及び硫黄を有するパージガスに分離される水素化変換反応器流出物、及び（２）溶剤分離に向かう未変換油を形成する。そのような未変換油は、（Ａ）供給原料として、別々にまたは添加された高硫黄燃料油供給原料と共に、水素化変換反応器に回収される可溶性脱アスファルト化油及び（Ｂ）ピッチ処理に送られる不溶性ピッチを形成する。製造物燃料は、ライトタイトオイルの全てまたは一部を上記水素化変換産物液と組み合わせることによって形成される。一変形例では、該組み合わせの一部として使用する前に、ライトタイトオイルを分留してオーバーヘッド蒸留ガスを除去し、水素化変換ゾーン産物液と組み合わされる分離器底部を残し、燃料を形成する。他の変形例では、溶剤分離への供給原料の一部は、溶剤分離に直接添加されるか、または水素化変換反応器未変換油と組み合わせて溶剤分離に供給される高硫黄全油を有する。また、追加の高硫黄燃料油を上記可溶性脱アスファルト化油と組み合わせて、水素化変換反応器への供給原料の一部として供給することができる。引火点及びその他のものを考慮して、ライトタイトオイルを燃料組み合わせに添加する前に分留し、オーバーヘッド蒸留ガスを除去し、ナフサ範囲の炭化水素及び高沸点底部留分を有する上部ゾーン軽質留分を形成することができる。一変形例では、そのような軽質留分の少なくとも一部はナフサに富んでおり、改質装置または他の芳香油単位操作に送られて、改質条件下で水素と接触して軽質処理流れを形成する。他の変形例では、上記軽質処理流れの全てまたは一部、未処理軽質流れ及び高沸点底部留分を上記水素化変換液と組み合わせて燃料を形成する。さらに他の変形例では、水素化変換反応器からの流出物を分留して、２つ以上の処理液体留分に分離し、目標硫黄含有量より高い硫黄含有量を有する該留分の少なくとも一方を残留物水素化変換反応器への供給原料の一部として、または溶剤分離への供給原料の一部として使用する。
【００３４】
一実施形態では、残留物水素化変換ゾーンは、残留物水素化変換反応器を重油範囲水素化処理装置及び蒸留物範囲水素化処理装置と統合し、気液分離器、水素流、パージガス、硫黄回収工程及び共通処理液体回収の１つまたは複数を統合する。他の変形例では、そのような統合において、処理液体回収を切り離した構成にすることができ、各流れの硫黄含有量の測定及び組み合わせゾーンへの流量の調整をそれぞれ行うことを可能にし、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成する。変形例では、水素化変換反応器ゾーン流出物の上部ゾーンからの処理産物流れを分留して、２つ以上の水素化変換液留分に分離し、上記目標硫黄含有量より高い硫黄含有量を有する該留分の少なくとも一方を別の水素化処理ゾーンに送り、触媒の存在下、水素化処理条件において水素と接触させ、上記目標硫黄含有量未満の硫黄含有量を有する低硫黄水素化処理流れを形成する。次いで、該水素化処理流れを他の水素化変換液留分及び上記ライトタイトオイル由来の未処理流れと組み合わせ、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成する。
【００３５】
一実施形態では、ライトタイトオイル供給原料は４５〜５５度の範囲のＡＰＩ密度を有し、上記高硫黄燃料油は１４〜２１度の範囲のＡＰＩ密度を有し、上記水素化変換液は２６〜３０度の範囲のＡＰＩ密度を有し、上記組み合わせ燃料製造物は３７〜４３度の範囲のＡＰＩ密度及び０．５重量％未満の硫黄含有量を有する。本発明の燃料の実際の硫黄含有量は、本明細書に開示されているように、船舶用燃料に対するＩＭＯ仕様または燃焼ガスタービンに対するタービン製造業者の仕様以内の目標硫黄含有量を満たすように調整することができる。
【００３６】
本発明の他の実施形態では、原油のライトタイトオイル及び高硫黄燃料油との共処理の方法を提供する。本発明者らは、本明細書及び特許請求の範囲の範囲において、原油の分析または他の測定方法に関連して、ｘ軸として原油の質量％または体積％を、ｙ軸として硫黄含有量をプロットし、「区切り点」を、単位操業あたりの上昇率が高い、硫黄含有量が水平またはそれに近い位置から急激に、または指数関数的に増加し始める点であると定義する。操業の差は留分の単位体積の変化であり、上昇の差は硫黄含有量の変化であり、傾きは操業の上昇量である。このような操業の上昇量に関する傾きは、ゼロ（零）または水平に近い値から急激に０．２を超えて動き、急速に１を超えて、指数関数的な硫黄含有量の増加に向かって動き、区切り点は、蒸留塔への原油または他の供給原料に基づいて変化する。したがって、「区切り点取り出し」または「硫黄区切り点取り出し」は、ナフサの範囲の終点、例えば、安定化されていないワイルド直留ナフサの範囲の終点を超えるが、上記のように、単位操業あたりの上昇率が高く、硫黄含有量が急激に、または指数関数的に増加し始める点である区切り点以下で沸騰する炭化水素含有液体の分割を決定する手段を提供する。
【００３７】
本明細書及び特許請求の範囲において、基底「区切り点取り出し」または基底「硫黄区切り点取り出し」を、留分の硫黄含有量に関して、安定化されていないワイルド直留ナフサの範囲の終点を超えるが、区切り点以下で沸騰する炭化水素含有液体を意味する、と定義する。その際、燃料製品流れが区切り点以下の全ての未処理流れと、組み合わせを形成するために添加するように選択された区切り点取り出しより上の全ての流れとの組み合わせから形成される場合、区切り点は、その組み合わせ燃料の実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量を超えないように選択される。変形例では、上記目標硫黄含有量が上記硫黄区切り点であるか、または上記硫黄区切り点より高いまたは低い場合に燃料を製造することができ、上記燃料を生成する流れの組み合わせは、上記燃料の実際の硫黄含有量が上記硫黄目標を超えないように、上記区切り点を基準にして効率的に作られる。
【００３８】
比較的高い硫黄、窒素及び金属含有量を有する原油及び高硫黄油を含む炭化水素系供給原料は常圧及び減圧蒸留に供給され、（１）軽質オーバーヘッド蒸留ガス、（２）硫黄区切り点以下の液体留分、（３）（Ａ）硫黄を含む蒸留範囲留分、（Ｂ）硫黄を含む減圧軽油範囲留分及び（Ｃ）硫黄を含む減圧残留物を有する、硫黄区切り点より上の留分、及び（４）蒸留ユニット蒸留ガス、ストリッパー及び他の単位操作オーバーヘッドからの少量の硫黄を含有するガスなどの硫黄含有パージガスに分離される。硫黄区切り点以下の上記液体留分は、未処理液体として、上記組み合わせゾーンに供給され、上記燃料の少なくとも一部を形成する。蒸留範囲留分及び減圧軽油範囲留分を、蒸留及び減圧軽油水素化処理装置で触媒の存在下、水素化処理条件において添加の水素と接触させ、１つまたは複数の水素化処理された液体を形成する。該水素化処理液体は、組み合わせゾーン及び硫黄を有するパージガスに送られる。上記減圧残留物は沸騰残留物水素化変換ゾーンに送られ、触媒の存在下、沸騰水素化変換条件において添加水素と接触し、（１）組み合わせゾーンに供給され、上記燃料の一部を形成するもう一つの処理液体、（２）硫黄を有するパージガス、及び（３）溶剤分離に供給され、（Ａ）残留物水素化変換に単独または減圧残留物と組み合わされて供給される可溶性脱アスファルト化油及び（Ｂ）ピッチ処理に送られる不溶性ピッチを形成する未変換油、を形成する。上記未処理液体は上記処理液体と組み合わされて、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成する。好ましくは、上記水素化処理流れの少なくとも１つは、１０重量ｐｐｍ以下の硫黄を有する超低硫黄流れであり、組み合わせに対する該流れの量を増減して使用することにより、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下になるように調整して、上記燃料を形成する。
【００３９】
本発明の方法の変形例では、（ｉ）蒸留物の軽質オーバーヘッド蒸留ガス、（ｉｉ）ピッチ及び（ｉｉｉ）硫黄または金属回収用蒸気内の炭化水素を有する炭化水素組成物を除いて、上記原油供給原料の実質的に全ての炭化水素組成物を、各留分に分離し、続いて組み換えて、複数の炭化水素製造物ではなく、１つの液体燃料製造物である上記燃料を形成することができる。上記燃料は、常圧蒸留からの上記未処理液体留分の最低沸点部分から溶剤分離から回収した流れの最高沸騰部分までの範囲の炭化水素と、次いで水素化処理または水素化変換反応器で処理され、回収されて上記燃料に組み込まれる流れとの組み合わせを有することができる。一変形例では、水素化処理された蒸気の少なくとも１つは１０重量ｐｐｍ未満の硫黄を有する超低硫黄流れであり、上記未処理留分が上記目標硫黄含有量を超える硫黄含有量を有し、上記未処理留分をトリム制御として使用される場合、上記組み合わせに対するそのような未処理留分の量の削減または増加により、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成する。他の変形例では、第１の水素化処理流れを１０重量ｐｐｍ未満の硫黄含有量を有する低減された硫黄量を有する流れとして作製し、第２の水素化燃料留分を硫黄含有量が０．１２〜０．１８重量％の範囲である低減された硫黄量を有する流れとして作製し、上記未処理留分は上記目標硫黄含有量を超える硫黄含有量を有し、上記第１水素化処理流れまたは第２水素化処理流れまたはその両者をトリム制御に使用し、上記組み合わせに対するそのような流れの量の増減により実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成する。
【００４０】
一変形例では、残留物水素化変換及び水素化処理ゾーンは、別々の蒸留水素化処理反応器、重油水素化処理反応器及び残留物水素化変換反応器を有し、各反応器は別々の処理流出物を形成し、各処理流出物は別々の共有壁分離器に供給され、硫黄を有する共通のオーバーヘッドガスを形成し、各反応器処理流出物に関連する１つまたは複数の別々に低減された気液処理流出物をそれぞれの硫黄含有量に基づく速度で上記分離器から別々に取り出し、（ａ）上記未処理液体流れとの組み合わせに送られて、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成するか、または（ｂ）燃料の硫黄含有量のその後のトリム制御のための予備貯蔵に送られる。本発明の方法の特定の変形例では、出力製造物燃料の量は、少なくとも部分的に水素の添加によって生じる容量上昇のために、入力供給原料の総量を超えることがある。
【００４１】
これらの新規方法は、組み合わせ燃料の硫黄含有量を船舶用燃料に対するＩＭＯ仕様または燃焼ガスタービンに対するタービン製造業者の仕様以内の目標硫黄含有量を満たすように調整することができる。したがって、上記燃料は海上または陸上用エンジン、燃焼ガスタービンまたは燃焼式ヒーターに特に有用である。ライトタイトオイル及び残留物水素化変換により処理された高硫黄燃料油を組み合わせることにより誘導された特定の燃料変形例は、実際の硫黄含有量が０．５重量％未満で、原油由来炭化水素が約Ｃ５〜Ｃ２０以上の範囲にある燃料を作製する。上記炭化水素は、上記燃料に組み合わされた未処理流れ内の任意の留分の最低沸点である初留点及び溶剤分離からの流出物の最高沸点部分の最高沸点を有し、次いで水素化処理または水素化変換により処理を受けて、組み合わされて上記燃料の一部を形成する。
【００４２】
図１は、本発明の一実施形態の概要を示し、燃料を形成するための硫黄及び金属を有する炭化水素系供給原料の変換方法における主要成分を簡略化して示している。ライトタイトオイル供給原料１は、好ましくは、製造、出荷または他の取り扱い前に基本的な気液分離器に通し、軽質同伴ガスを分離するか、または安定化、水及び沈殿物の除去、または他の軽度調整を受ける。上記ライトタイトオイル供給原料１は、比較的少量の硫黄及び金属及び比較的少量の重油を有する実質的に軽質及び中間範囲の炭化水素を含み、追加の処理なしに未処理液体流れとして組み合わせゾーン６００に提供される。硫黄、窒素及び金属を有する高硫黄燃料油は、ライン４１を介して残留物水素化変換ゾーン４０１に供給され、供給原料組成物に基づいて選択された沸騰床反応器などの残留物水素化変換器または他の好適な水素化変換装置内で該油４１を触媒の存在下、残留物水素化変換条件において水素と接触させ、ゾーン４０１に（１）処理水素化変換液４１１に分割される反応器区分流出物（本明細書では、処理液の種類として称される「水素化変換液」は、約Ｃ５の沸点範囲から未変換油４０９の最小沸点までの実質的に全範囲の炭化水素を有し、水素化変換の残留物、パージされた水素及びオフガスを有するパージガス４２０、流動石油ガスの成分、及び硫黄を有する酸性ガスである）及び（２）未変換油４０９を形成する。このような分離は、好ましくは、減圧蒸留の形態であり、特定の供給原料の例では、常圧蒸留に近い蒸留が未変換油の分離に有効なことがある。未変換油４０９は、ゾーン３０１での溶剤脱アスファルト化に供給される。溶剤脱アスファルト化分離３０１は、（Ａ）可溶性脱アスファルト化油３１１を形成し、ゾーン４０１内の水素化変換反応器への供給原料として、別々にまたは上記反応器に添加される高硫黄燃料油供給原料４１と組み合わされて、再生利用される。溶剤脱アスファルト化分離３０１はまた、（Ｂ）ユーティリティーアイランド５０１内のピッチ処理に供給される不溶性ピッチ３５１を形成する。図１に示す変形例では、ピッチ３５１は、ユーティリティーアイランド５０１に供給されて、処理される。本実施例では、ピッチは、１つまたは複数のガス化炉（図示せず）で燃焼され、電力ならびに上記水素化変換及びガス化炉固体内の除去される上記金属の少なくとも一部を捕捉するための水素の少なくとも一部を産生することができる。
【００４３】
ライン１の未処理液体は、上記処理液体４１１と組み合わせて組み合わせゾーン６００内に燃料を形成する。上記燃料６００は、ライトタイトオイル供給原料、凝縮物または他の軽質供給原料１の軽質及び中間範囲の炭化水素（ｉ）を、水素化変換ゾーン４０１の処理液体流出物４１１と共に存在する高硫黄燃料油４１のより重い範囲の炭化水素（ｉｉ）の多くと組み合わせたものであり、該燃料６００は、Ｃ５〜Ｃ２０またはそれ以上の広範囲の炭化水素を有する。このようにして形成された燃料は、上記燃料を形成する上記ライトタイトオイルの最低沸点のものから溶剤分離３０１に溶解するライン３１１の炭化水素の最大沸点のものまでの広範囲の炭化水素を有し、続いてゾーン４０１内で水素により処理を受け、上記燃料を形成するための流出物４１１の一部を形成する。組成物１及び４１１の量と流速は、それぞれの硫黄含有量に基づいて、燃料６００の実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下であるように調整することができる。例えば、限定されるものではないが、流れ１が許容できないレベルに上昇した硫黄含有量を有し、ゾーン６００内での組み合わせに使用できない場合には、上記未処理流れ１は分留され（分離器図示せず）、任意のより高い硫黄量の重質底部部分を処理のためにゾーン４０１内の統合水素化処理装置に送ることができ、流れ１の他の部分は未処理のまま組み合わせゾーン６００を通過することができる。しかし、上記水素化変換器の上流での処理の結果生じるより高い硫黄量の取り出し、例えば、常圧蒸留底部は、水素化変換条件において水素化分解され、不必要に水素を消費し、本来ライトタイトオイル供給原料内に存在するより軽質の材料を生成するので、流れ４１の一部として水素化変換に供給されることはない。代わりに、そのようなより高い硫黄量の取り出しは、下記の変形例に示すように、別個の水素化処理ゾーンに送られる。本変形例では、ゾーン４０１内の１つまたは複数の反応器により処理された製造ゾーン流出物は分留により２つ以上の水素化変換液留分に分離でき、そのような留分の少なくとも１つが目標硫黄含有量より高い硫黄含有量を有するならば、そのような１つまたは複数の留分は、単独でまたはゾーン４０１外からの他の同様の硫黄含有量及び沸点範囲を有する流れと共に、ゾーン４０１内の１つまたは複数の別個の水素化処理ゾーンに送られて、触媒の存在下、水素化処理条件において水素と接触し、低減された硫黄含有量、好ましくは０．５重量％以下、より好ましくは０．２重量％以下の水素化処理流れを形成し、上記低硫黄水素化処理流れは上記ライトタイトオイル由来の未処理流れまたはライトタイトオイルの分留または他の処理から残っている流れと組み合わされて、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を形成する。一変形例では、直列または統合水素化処理装置は、その目標硫黄含有量以下の硫黄含有量を有する組み合わせ流れに必要な超低硫黄または低硫黄処理液体の量に依存して、１０重量ｐｐｍ以下から０．１重量％の硫黄含有量を生じる。
【００４４】
図１に示す残留物水素化変換システム４０１の変形例では、ユーティリティーアイランド５０１ガス化システムからの、水素化変換に必要な量の構成水素含有ガス５０２は、残留物水素化変換ブロック４０１内の内部再利用水素と共に、圧縮、加熱され、選択された触媒及び他の条件に基づいて、所望レベルの水素化変換を達成するために当該技術分野で知られている効果的な操作温度、圧力、空間速度及び圧力に調整される。処理液体を有するゾーン４０１反応器の上記流出物及び水素含有ガスは、高圧分離器（図示せず）で分離され、ゾーン４０１内で回収され、任意選択で分留に送られてもよく、上記水素含有液体は回収される。サワー及び酸性ガスを有するパージガスは、ライン４２０を介して、ピッチ処理及び硫黄回収システムを有するユーティリティーアイランド５０１に供給される。ピッチ処理は、単独でまたは希釈剤と共に、電気及び蒸気を生産するために１つまたは複数のボイラー内での燃焼を有することができ、場合によっては、排煙ガス及び他の工程ガスからの硫黄及び金属を除去または低減するための付帯的設備及び圧力スイング吸収ユニットを有する水素発生ユニットを使用することができる。他の変形例では、ピッチ処理は、アスファルト製造のための転送または生コークス製造のためのコーカー供給原料としての使用による。さらに他の変形例では、上記ピッチは、１つまたは複数のガス化炉内で燃焼され、発電、水素化変換または水素化処理のための及びガス化炉固体中の上記金属の少なくとも一部をそのような固体を介して金属除去のために捕捉するための水素の少なくとも一部を製造する。上記ピッチをどのように扱うかの最適な選択は、生成されるピッチの量、低コスト水素源の有効性、及びピッチのための潜在的な販路に依存する。
【００４５】
図１には示されていないが、様々な補助的な高、中及び低圧力気液分離器、蒸気ヒーター、ガス再使用及びパージライン、ガスまたは軽質分と液体とを分離するための還流ドラム、コンプレッサー、冷却システム、及び他の補助的なアプリケーションは、水素化変換技術分野において当業者に公知である。また、共通のユーティリティーアイランド５０１内に位置しない場合には、水素化変換ゾーン４０１内に、サワーガスまたは酸性ガス処理のための様々なアミンまたは他の硫黄回収剤吸収剤及び剥離システムが含まれるであろう。
【００４６】
残留物水素化変換触媒の選択及び残留物水素化変換ゾーン４０１のプロセス条件の調整のためのパラメーターは、石油精製産業に従事する当業者の技術範囲内にあり、本発明の残留物水素化変換区分の実施についての追加の説明を必要としない。上記反応ゾーンにおいて、使用される残留物水素化変換触媒は、水素含有量を増加させ、及び／または硫黄、窒素、酸素、リン、コンラドソン炭素及び金属へテロ原子汚染物質を除去するための重質炭化水素供給物の水素化変換を触媒するのに有用な任意の触媒組成物を含む。使用される特定の触媒の種類及び様々な支持体及び粒度構成及び選択される残留物水素化変換条件は、硫黄及び金属含有量及び重質炭素残留物と同様、回収または他の流れからの各供給原料の炭化水素供給原料組成物、反応器からの製品流れ中の望ましい低減硫黄及び金属含有量に依存する。そのような触媒は、炭化水素原料油の残留物水素化変換に有用な任意の触媒から選択できる。ここで参照することにより組み込まれる、Ｂａｌｄａｓｓａｒｉらによる特許文献６（２０１４）は、様々な統合型残留物水素化変換装置を含む好適な残留物水素化変換工程と共に、広範囲の様々な好適な残留物水素化変換触媒も説明している。Ｂａｌｄａｓｓａｒｉらはさらに、蒸留及び重油残留物水素化変換のための様々な触媒組成物及び条件範囲を要約し、水素化変換のための条件を区別している。これらの全ては、残留物水素化変換の技術分野において当業者に公知である。本発明の好ましい実施形態では、沸騰床水素化変換は、反応温度範囲３８０℃〜４５０℃、反応圧力範囲７０バール〜１７０バール（水素分圧）、好ましくは、液空間速度範囲０．２〜２．０ｈ-1で行い、５５０℃マイナスへの変換は３０％から８０％の範囲である。
【００４７】
他の好ましい変形例では、ピッチ３５１は、蒸気及び酸素、及び任意の炭素含有スラリークエンチの存在下、上記ピッチ３５１を部分酸化するための１つまたは複数のガス化炉を有する統合型ガス化−複合サイクルシステム５０１に供給され、合成ガスを形成し、少なくともその一部は、高温タービンガスの形成と同様に、水素及び合成ガスに変換され、該水素はライン５０２を介して水素化変換システム４０１に送られて使用され、合成ガスはプロセス用途及び他の用途の５０４内での発電のためユーティリティーアイランドシステム５０１内の複合サイクル動力ユニットのガスタービンを燃焼させる。統合型ガス化−複合サイクルシステム５０１は熱回収発電機をさらに有し、高温タービンガスなどから熱を回収し、ライン５０７内部プロセス使用を介して抽出された蒸気を生成し、または蒸気タービンを駆動し、５０４を介する電力として追加の発電に向けられる。各ガス化炉は、金属リッチ煤煙も産生する。煤煙は粒状固体の形状であってよく、高硫黄燃料油及び／または重質供給原料由来の金属汚染物質を有する。該固体は、各ガス化炉からライン５０６を経て金属を除去に送られる。支持システムは、１つまたは複数のガス処理ユニットを有し、全ての単位操作からの全ての硫黄含有ガス流れが、サワーガスまたは酸性ガスであるかどうかにかかわらず、５０８を介して硫黄除去のために上記ガス処理ユニットに供給される。好ましくは、このような硫黄除去システムは、上記ガス化システムもその一部であるユーティリティーアイランドの一部である。より好ましくは、１つまたは複数の硫黄含有ガス流れは、全体的な硫黄除去の一部として業務用硫黄酸産生に使用される。ユーティリティーゾーン５０１内のガス化システムは、典型的には、ガス化システム内で生成された原料合成ガスの少なくとも一部から必要な水素を生成するために容量及び構成が最適化された酸性ガス除去ユニット及び酸性ＣＯシフトシステムを有する。
【００４８】
図２に示す本発明の方法の実施形態では、高硫黄燃料油供給原料４１からの液体流れ４１１を、組み合わせゾーン６００でライトタイトオイル供給原料３からの液体流れ１５と組み合わせ、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量以下である燃料を製造する。
【００４９】
ライトタイトオイルは、ライン３の処理に入り、分離器１０１に向かい、そこで供給原料３は、少なくとも２つの留分、（ａ）ライトタイトオイル供給原料３内のナフサ範囲炭化水素の少なくとも一部及びより軽質の低度炭化水素の全てを含む上部ゾーン取り出し５、及び（ｂ）実質的に（ａ）の範囲外であるものを含む底部に分離される。分離器１０１の底部１１は、ライン１１及び１５を介して、組み合わせゾーン６００に供給され、製造物燃料の一部を形成する。上部ゾーンナフサ及び下部取り出し５は、（ｉ）分離器（図示せず）を通り、ライン７を通過して、プロセス燃料または捕捉用としての内部使用または他の用途に使用される軽質蒸留ガス、及び（ｉｉ）主にナフサ範囲炭化水素である流れ９を有する。軽質ガスの除去後、流れ９の全てまたは一部を（図示しないコネクター、ライン９及び１７を介して）直接的組み合わせのためのライン１５に直接送られ、ゾーン６００で燃料の一部を形成するか、組み合わせ６００の引火点を考慮して、流れ９の少なくとも低発火部分は、精油技術分野において周知の触媒改質装置を有する従来の芳香油複合体などの処理ユニット１５１を通過させ、流れ９をユニット１５１内の触媒と接触させ、ライン１５９を介して回収される副生成物水素５０５及び軽質処理流れ１５５を非燃料または他の用途のために製造する。ユニット１５１は、有用な副生成物、例えば、プロセス燃料として内部的に使用されるか、他の用途のために捕捉される流動石油ガス１５３に製造されてもよい。
【００５０】
図２では、高硫黄燃料油は、単独でまたは他の重質残渣または超重質油と共に、ライン４１を介して処理に入り、残留物水素化変換ゾーン４０１に供給されて非常に低い硫黄を有する液体流れ４１を製造する。図１において前述したように、残留物水素化変換装置の選択及び統合残留物水素化変換ゾーン４０１の様々なプロセス条件の調整のためのパラメーターは、石油精製産業に従事する当業者の技術範囲内にあり、本発明の残留物水素化変換区分の実施についての詳しい説明を必要としない。図示した本実施形態の変形例では、統合ゾーン４０１は水素化変換反応器を有し、４１内の高硫黄燃料油及び他の重質供給原料が該反応器に供給される。このような重質供給原料４１は、好ましくは、沸騰床反応器を有する残留物水素化変換ゾーン４０１内で処理され、（１）処理液体４１１及び水素及び硫黄を有するパージガス４２０に分離される反応器区分流出物、及び（２）未変換油４０９を形成する。上記未変換油４０９は溶剤分離３０１に供給される。溶剤分離３０１は、（Ａ）可溶性脱アスファルト化油３１を形成し、上記反応器４０１への供給原料として、別々にまたは上記溶剤分離ゾーン３０１に添加される高硫黄燃料油供給原料５１と組み合わされて、回収される。溶剤分離３０１はまた、（Ｂ）ピッチ処理に供給される、図２に示す実施形態である、実質的に不溶性金属リッチピッチ３５１を形成する。
【００５１】
図３に示すユーティリティー変形例では、上記ピッチ３５１はボイラーに供給されて燃焼され、蒸気タービン発電５６１のための蒸気を生成する。該ボイラー排出排ガス４２９の少なくとも一部は、別々にまたは水素化変換ゾーン４０１からのパージまたは他のガス流れ内の炭化水素変換ゾーン４０１酸性ガス４２０と共に、例えば、ライン５６５を介する硫黄捕捉及び除去のためのサワーガスまたは酸性ガスのための様々なアミンまたは他の硫黄回収剤吸収剤及び剥離システムを介して、変形例では、ライン５６３を介する金属の捕捉及び除去のための分離システムを介して、ゾーン７０１内で処理される。図２には示されていないが、様々な補助的な高、中及び低圧力気液分離器、流れヒーター、ガス再使用及びパージライン、ガスまたは軽質分と液体を分離するための還流ドラム、コンプレッサー、冷却システム、及び他の補助的な装置は、水素化変換及び水素化処理技術分野において当業者に公知である。図示した変形例では、プロセスユニット１５１からの任意の副生成物水素５０５に加えて、ゾーン４０１への他の構成水素供給は、水素源５１９を有する水素発生ユニット５１７からライン５０３及び５０９を介して行われ、例えば、限定されるものではないが、圧力スイング吸収ユニットを有する天然ガス供給蒸気分解装置は、後述するユーティリティーゾーン５０１からのボイラー蒸気の少なくとも一部を使用することができる。
【００５２】
水素化変換反応器ゾーン４０１への上記組み合わせた重質残留物供給原料を、触媒の存在下、残留物水素化変換条件において、ゾーン４０１内の沸騰床反応器において水素と接触させ、（１）処理液体４１１及び水素及び硫黄を有するパージガス４２０に分離される反応器区分流出物、及び（２）未変換油４０９を形成する。また、サワーガスまたは酸性ガス処理のための様々なアミンまたは他の硫黄回収剤吸収剤及び剥離システムが水素化変換ゾーン４０１または別々の硫黄回収ゾーン７０１に含まれ、そこに高硫黄パージガス４２８が供給される。上記処理蒸気４１１を組み合わせゾーン６００に供給し、未処理流れ１５と組み合わせ、実際の硫黄含有量が上記目標硫黄含有量以下であるように組み合わせを形成する方法で、製造物燃料が形成される。
【００５３】
図３に示す本発明の方法の実施形態では、硫黄、窒素及び金属を有する汚染原油の流れは、原油にとって好適な脱塩などの前処理後にライン２を介して処理に入る。この実施例では、原油供給原料２は、単一の原油、１つまたは複数の原油の混合物、または原油とライトタイトオイルまたは高硫黄燃料油などの残留油または両者との混合物であることができる。図示した変形例では、原油供給原料２とライトタイトオイル供給原料３とは別々に常圧蒸留カラム１００に供給される。好ましくは、上記ライトタイトオイル３はカラム１００の供給原料通過ゾーンで原油２の上部部分またはその近辺に供給され、供給原料を軽質オーバーヘッドガス４と複数の取り出し物に分離される。上記軽質オーバーヘッドガス４は、プロセス燃料として有用な非凝縮蒸留ガス６を含むか、または他の用途のために捕捉される。一好適な変形例では、このようなオーバーヘッドガス４に関する安定化システムに関連する投資は回避される。しかし、現地のニーズに応じて、例えば、特別な船舶用燃料最大Ｈ２Ｓ仕様など、安定化システムが含まれることになる。
【００５４】
図３に示す実施形態では、複数の取り出し物は、（１）ライン４を介したライン１６の安定化されていないワイルド直留ナフサ、（２）ライン１８の硫黄区切り点取り出し、（３）ライン２４の軽質留分、（４）ライン２６の中間蒸留物、（５）ライン２８の第１重質蒸留物、及び（６）ライン３０の常圧残留物、の範囲内の１つまたは複数の流れを含み得る。好ましくは、硫黄区切り点の流れの組み合わせ（１）ライン４を介したライン１６の安定化されていないワイルド直留ナフサ及び（２）ライン１８の硫黄区切り点取り出しが、０．０６重量％〜０．０８重量％未満の硫黄を含有し、燃料組み合わせ６００の目標硫黄含有量が０．１重量％が以下で、処理流れの硫黄含有量が１０重量ｐｐｍ未満である場合、該組み合わせへの未処理蒸気１０及び処理流れ６５、７５及び８５の流速は、上記燃料組み合わせ６００が目標硫黄含有量を超えないように調整される。変形例では、未処理低硫黄低金属ライトタイトオイル流れは、ライン１０、６５、７５及び８５の組み合わせに加えて、ライン５３を介して直接、組み合わせ６００に供給され、最終硫黄含有量及び組み合わせゾーン６００の他のパラメーターを調整する。
【００５５】
図３では、常圧残渣物は、ライン３７を介して、単独でまたは高硫黄燃料油などの添加された残留油供給原料３５と共に、減圧蒸留塔２００に供給され、（１）ライン３２に第２重質蒸留、（２）ライン３６に軽質減圧軽油、（３）ライン３８に重質減圧軽油及び（４）ライン５０に減圧残渣を製造する。上記減圧残渣５０は、ライン５７及び３１７を介して、単独でまたは高硫黄燃料油などの添加された残留油５５と共に、統合残留物水素化変換及び水素化処理ゾーン４０１に送られる。
【００５６】
統合残留物水素化変換及び水素化処理装置及び触媒の選択ならびに統合残留物水素化変換及び水素化処理ゾーン４０１内の様々な処理条件の調整のためのパラメーターは、石油精製産業に従事する当業者の技術範囲内にあり、本発明の残留物水素化変換及び水素化処理区分の実施についての詳しい説明を必要としない。図示した本実施形態の変形例では、統合ゾーン４０１は、（Ａ）最も重質で最も汚染された供給原料がライン５７及び３１７を介して、例えば、減圧残留物５０及びライン５５を介して添加された高硫黄燃料油及び他の重質供給原料が供給される水素化変換反応器ゾーン４９０、（Ｂ）最も重質の蒸留物及び軽油がライン３９を介して、例えば、（１）ライン３６の軽質減圧軽油及び（２）ライン３８の重質減圧軽油を有するものが供給され、かつゾーン４１０内で水素化変換反応器流出物から、例えば、反応器液体製造物流れの減圧蒸留により分離された減圧油が供給される重油水素化処理反応器ゾーン４６０、及び（Ｃ）より軽質で汚染が少ない供給原料がライン２０を介して、例えば、（１）ライン２４の軽質蒸留分、（２）ライン２６の中間蒸留分、（３）ライン２８とライン３２の第１重質蒸留分及び（４）第２重質蒸留分を有するライン２９、を介して供給され、かつ水素化変換反応器流出物からゾーン４０１内に分離された蒸留範囲材料が供給される蒸留水素化処理反応器ゾーン４３０を有する。例えば、ライン３２の第２重質蒸留物を、代わりに、ライン３２組成物に応じて重油水素化処理装置４６０に供給することができ、ゾーン４３０及び４６０内の水素化処理装置反応器に対する負荷のバランスをとり、硫黄含有量レベルを制御する必要がある。そのような統合残留物水素化変換及び水素化処理ゾーン４０１では、再利用及び構成水素流れ４１０及び４１４及びパージガス流れ４１２及び４１６は、精油技術分野において当業者に公知の統合再利用、分離及び除去システムを有する。図３には示されていないが、様々な補助的な高、中及び低圧力気液分離器、流れヒーター、ガス再使用及びパージライン、ガスまたは軽質分と液体を分離するための還流ドラム、コンプレッサー、冷却システム、及び他の補助的な装置は、水素化変換及び水素化処理技術分野において当業者に公知である。図示した変形例では、水素供給５０３を水素源５１９を有する水素発生ユニット５１７から行い、例えば、限定されるものではないが、圧力スイング吸収ユニットを有する天然ガス供給蒸気分解装置は、後述するユーティリティーゾーン５０１からのボイラー蒸気の少なくとも一部を使用することができる。
【００５７】
水素化変換反応器ゾーン４９０に組み合わされた重質残留物供給原料３１７を、触媒の存在下、残留物水素化変換条件においてゾーン４０１の沸騰床反応器内で水素と接触させ、（１）第２減圧蒸留ユニット（図示せず）によって、好ましくは、（１）（ｉ）ナフサ、（ｉｉ）中間蒸留物及び（ｉｉｉ）減圧軽油を有する処理液体８５、水素及び硫黄を有するパージガス４１６及び４２８の一部、及び（２）未変換油４０９に分離される、反応器区分流出物を形成する。また、サワーガスまたは酸性ガス処理のための様々なアミンまたは他の硫黄回収剤吸収剤及び剥離システムが水素化変換ゾーン４０１または別々の硫黄回収ゾーン７０１に含まれ、そこに高硫黄パージガス４２８が供給される。本技術分野で公知のように、金属及び／または沸騰床上に堆積した他の汚染物質を含む水素化変換反応器４９０沸騰床からの使用済み触媒、または反応器４９０の沸騰床内で処理中に触媒と共に蓄積した他の材料の少なくとも一部を、ライン４２１を介して取り出し、ライン４２３を介して構成触媒に交換される。一変形例では、（ｉ）ナフサ、（ｉｉ）中間蒸留物及び（ｉｉｉ）減圧軽油を有する処理液体８５は分留されて、中間蒸留物は蒸留水素化処理装置４３０に送られ、減圧軽油は重油水素化処理装置４６０に送られる。
【００５８】
上記水素化変換未変換油４０９は溶剤分離３０１に送られる。溶剤分離３０１は、（Ａ）蒸気水素化変換反応器４９０または他の変形例ではゾーン４６０に、別々にまたは減圧残渣５０と組み合わせて、高硫黄燃料油供給原料５５を添加する場合には一緒に、水素化変換反応器４９０へのライン５７及び３１７を介して供給される可溶性脱アスファルト化油３１１を形成する。溶剤分離３０１はまた、（Ｂ）ユーティリティーアイランド５０１内のピッチ処理に供給される不溶性金属リッチピッチ３５１を形成する。図３に示すユーティリティー変形例では、ピッチ３５１はボイラーに送られ、そこでピッチは燃焼されて蒸気タービン発電５０４のための蒸気を生成し、ボイラー排出排ガス４２９の少なくとも一部をゾーン７０１内で、別々にまたはゾーン４０１酸性ガス４２８と共に、例えば、様々なアミンまたは他の硫黄回収剤吸収剤により処理し、サワーガスまたは酸性ガス用剥離システムによりライン５６１を介して硫黄捕捉及び除去、及び分離システムによりライン５６３を介して金属捕捉及び除去の処理を行う。
【００５９】
図３に示した変形例では、燃料製造物６００の硫黄含有量は、目標硫黄含有量制限レベル以下に次のように制御される。（ａ）安定化されていないワイルド直留ナフサ１６及び硫黄区切り点取り出し１８を、そのような流れのいずれにも追加の処理をすることなく、組み合わせ６００にライン１０を介して供給し、続いて（ｂ）実際の製造物硫黄レベル６００を（１）軽質留分２４、中間蒸留物２６、第１重質蒸留物２８及び第２重質蒸留物３２の流れの１つまたは複数の該組み合わせへの量を増減するか、または統合ゾーン４０１内で形成された水素化変換器反応器流出物内の中間蒸留物を蒸留水素化処理装置ゾーン４３０に添加または低減するか、または（２）軽質減圧軽油３６及び重質減圧軽油３８を有する流れ３９の量を増減するか、または統合水素化変換（４０１）に形成された水素化変換器流出物減圧軽油（図示せず）を重油水素化処理装置４６０に添加または低減して調整し、次いで（ｃ）（１）軽質留分２４、中間蒸留物２６、第１重質蒸留物２８及び／または第２重質蒸留物３２から形成された、ライン６５を介する蒸留水素化処理装置ゾーン４３０からの流れ、及び任意の水素化変換器流出物中間蒸留物、（２）軽質減圧軽油３６、重質減圧軽油３８及び任意の水素化変換器流出物減圧軽油から形成された、ライン７５を介する重油水素化処理装置ゾーン４６０からの流れ、または（３）何らかの理由で実際の製造物６００硫黄レベルを目標硫黄レベルに増やす必要がある場合、ナフサ及び水素化変換反応ゾーン４９０からの他の処理液体流出物８５、の１つまたは複数の該組み合わせ６００への量を低減するか、または（ｄ）（１）蒸留水素化処理装置４３０からのライン６５を介する上記流れ、（２）重油水素化処理装置４６０からのラインを介する流れ、または（３）何らかの理由で実際の製造物６００硫黄含有量を目標硫黄制限レベル以下に減らす必要がある場合、水素化変換反応ゾーンからのライン８５を介する処理流れ、の１つまたは複数の該組み合わせ６００への量を増加する。このような促進により、例えば、海上及び陸上用ガスタービン用の５００重量ｐｐｍ以下の硫黄燃料を対象とした燃料供給や、同じ用途における異なる目標硫黄含有量を必要とする異なる最終消費場所用の異なる範囲など、複数の硫黄等級を効率的に製造が可能になる。
【００６０】
組み合わせ６００における最終燃料の上記目標硫黄含有量限界レベルよりも高い硫黄含有量を有する高硫黄燃料油を使用する変形例では、上記高硫黄燃料油は、１つまたは複数の様々な供給原料の一部として、１つまたは複数の単位操作へ供給される。その硫黄含有量に依存して、高硫黄燃料油を、（ａ）常圧蒸留１００への供給ライン２または減圧蒸留２００へのライン３０へ、（ｂ）ライン５５、５７及び３１７を介して残留物水素化変換反応器４９０へ、（ｃ）別々にまたは蒸留物水素化処理装置４３０へのライン２０に添加された軽質留分２４、中間蒸留物２６、第１重質蒸留物２６または第２重質蒸留物３２供給原料の１つまたは複数と組み合わせて、蒸留物水素化処理装置４３０へ、（ｄ）別々にまたは軽質減圧軽油３６または重質減圧軽油３８の１つまたは複数と組み合わせて、重油水素化処理装置４６０へのライン３９へ、または（ｅ）ライン５９を介して溶剤分離ゾーン３０１へ添加して、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量限度以下である燃料組み合わせ６００を形成することができる。
【００６１】
他の変形例では、組み合わせ６００ゾーンの清浄燃料は、上記目標硫黄含有量限度レベルよりも高い硫黄含有量を有することができる高硫黄燃料油を、（ａ）追加の処理を行うことなく、高硫黄燃料油の硫黄含有量に依存して添加される、安定化されていないワイルド直留ナフサ１６及び硫黄区切り点取り出し１８から形成される流れ１０、（ｂ）野生ナフサ及び超低硫黄ディーゼル範囲物質を含む蒸留物水素化処理装置４３０から形成される流れ６５、または（ｃ）野生ナフサ、超低硫黄ディーゼル及び第２低減された硫黄量を有する流れを有する重油水素化処理装置４６０から形成される流れ７５、または（ｄ）水素化変換反応器８５からの処理流出物８５、の１つまたは複数に添加し、処理流れ６５、７５及び８５のそれぞれの流れの処理条件及び硫黄含有量を、上記燃料６００の実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量限度以下となるように、もしあれば、未処理蒸気１０の硫黄含有量を考慮しながら、調整することにより形成される。
【００６２】
燃料組成物６００の作製に高硫黄燃料油を使用する好ましい一変形例では、そのような高硫黄燃料油の硫黄含有量を測定した後、上記高硫黄燃料油を供給原料５５及び５９の一部として溶剤分離ユニット３０１または残留物炭化水素反応ゾーン４９０の１つまたは複数に供給し、ゾーン４９０の水素化変換条件の調整の最適化、処理液体流出物８５の硫黄含有量の調整を、上記高硫黄燃料油の硫黄含有量により決定しながら、行い、実際の硫黄含有量が目標硫黄含有量限度以下である燃料をゾーン６００に形成する。
【００６３】
様々な中間的な個々の生成物を示す図１、図２、図３のフローシートは、描かれた各単位操作の流出物における主要な生成物及び副生成物の説明及び理解のためのものである。各単位操作による分離または処理の選択された変形は、選択された原油及び供給原料、及び目標仕様以下の硫黄を有する燃料を製造するために製造された中間生成物の最適化に依存する。例えば、水素化処理装置４３０、４６０及び水素化変換反応器４９０からの図３に示すそれぞれの処理流出物６５、７５及び８５は、共通の気液分離器（図示せず）の使用によって、統合ゾーン４０１内で組み合わせることができる。例えば、水素化処理装置４３０で製造された超低ディーゼルが、水素化処理装置４６０または水素化変換反応器４９０で製造されたより高い硫黄含有量の水素化処理物質から分離されない倍、全ての水素化処理物質６５、７５及び８５が組み合わされ、組み合わせゾーン６００へのいずれか一つの流れに供給される。上記のように、統合残留物水素化変換及び水素化処理ゾーン４０１内の様々な処理条件の調整のためのパラメーターは、石油精製産業に従事する当業者の技術範囲内にある。例えば、水素化変換及び水素化処理の条件は、混合物中の軽質部をより少なくしたい場合には、分解を避けるためにより穏やかに調整され、重質部をより少なくしたい場合には、より過酷に調整される。
【００６４】
図４及び５は、新規燃料及びそのような燃料を形成するための一連の軽質（Ｌ）、中間（Ｍ）及び／または重質（Ｈ）材料を有する１つまたは複数の構成要素の組み合わせのレシピを教示する。
【００６５】
図４は、本発明の方法により製造された参照燃料の体積分率に対する温度及び密度プロファイルの両者のプロットであり、及び本明細書で教示されるように特定されたその（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の範囲を示す。
【００６６】
図５は、組み合わせのための「バレル上部」として使用できる参照軽質凝縮物の体積分率に対して温度及び密度プロファイルを示す。すなわち、そのような凝縮物は、天然に存在する（Ｌ）の構成要素の大部分を有し、天然に存在する（Ｍ）及び（Ｈ）１は少量である。選択された凝縮物が、「バレル底部」などの他の供給源からの添加物（Ｈ）２と組み合わされて本発明の燃料を構成する。
【００６７】
図５は、可能な組み合わせを選択するための精製所の「倉庫」の在庫材料はやや大きいが、本明細書に教示されている選択項目のレシピはそうでないことを、実例を挙げて教示する。
【００６８】
必須要件は、本発明の燃料が一連の炭化水素構成要素、（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）を組み合わせて形成された場合、得られた組み合わせは、全量１００体積％に基づいて以下のように決定されることである。
（ａ）（Ｌ）％＋（Ｍ）％＋（Ｈ）％＝１００％、
（ｂ）（Ｌ）％＝（Ｈ）％＝（１００％−（Ｍ）％）／２）及び
（ｃ）（Ｍ）％がゼロ（零）または１００％未満であるならば、残りの（Ｌ）％／（Ｈ）％率が０．４／１〜０．６／１であり、
このような組み合わせは、（１）１５℃での密度が８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３以内、（２）硫黄含有量が０．２５重量％以下、（３）金属含有量が４０重量ｐｐｍ以下である、という特性を有する。本明細書に記載するように、より少ない硫黄及び金属が好ましい。
【００６９】
本発明のレシピに従って組み合わせるものを選択する方法を最初に精油技術分野の当業者が知ることを可能にするために、（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の潜在的な成分を業界組成物参照の観点からまず要約し、次いで上記及び下記の要件の制限により狭めていく。
【００７０】
例えば、「（Ｌ）」すなわち「軽質構成要素」範囲の成分に関して、特定の成分は、現地の入手可能な精製「倉庫」内に見出される変形例内のものであってもよく、その他のものは、現地で入手不可能であるならば、製造を必要とすることもある。本明細書での要件として、適用される（Ｌ）は、全てではないが、例えば、上記燃料組み合わせに対する硫黄及び密度要件により、ナフサ及び灯油範囲物質の成分を含むことができる。本明細書及び特許請求の範囲で使用されているように、（Ｌ）は、初留点３８℃（華氏１００度）以下、９０％プラス終点１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）を有する全範囲のナフサを意味する。（Ｌ）は、（ａ）精製または部分精製、（ｂ）未精製、または（ｃ）抽出して、軽質ガスまたは水の任意の分離以外の、分留、水素化処理またはその他の処理工程を行うことなく、使用することができる。例えば、（Ｌ）の特定の成分または（Ｌ）の前駆物質は、業界提供システムであるＰｌａｔｔｓに公開されているが、提供された範囲の物質は硫黄区切り点に基づいていない。何故なら、区切り点は新規であり、組み合わせまたは低硫黄代替物に添加される材料の処理を考慮する必要があるからである。したがって、以下の成分の説明は、どこを参照するかについてのガイドである。
【００７１】
（Ｌ）のそのような適用される成分としてはまた、限定されるものではないが、ＥＩＡが指定した定義内のもの（括弧内の華氏から摂氏への変換を含む）（ｉ）「ナフサ：概ね［５０℃〜２０４．５℃］（華氏１２２〜４０１度）の範囲で沸騰する精製または部分精製された石油留分を指す一般的な用語」、及び（ｉｉ）「ナフサ：概ね［５０℃〜２０４．５℃］（華氏１２２〜４０１度）の範囲に沸点を有する精製または部分精製された軽質留分」を挙げることができる。さらに配合または他の物質と混合されて、高級モーターガソリンやジェット燃料を形成する。また、溶剤や石油化学原料油として使用され、都市ガス製造の原料として使用される。したがって、本明細書に教示された要件に従い、本発明の教示を実施する場合、１つまたは複数の適切な（Ｌ）または軽質構成要素を製造または調達すること、またはそのような構成要素を製造するための出発材料を調達することは、精製技術分野の当業者に公知である。例えば、（Ｌ）構成成分は、好ましくは、区切り点以下または区切り点付近の硫黄含有量を有するが、該硫黄含有量が、組み合わせる（Ｍ）及び（Ｈ）の硫黄含有量によって燃料硫黄制限を超えないならば、区切り点を超えるものであってもよい。（Ｌ）のより重い部分の範囲が、該（Ｌ）が製造された原油の硫黄区切り点で終わることが好ましい。
【００７２】
本明細書で使用される「（Ｍ）」または「中間構成要素」範囲が適用される成分は、本明細書での全ての要件として、約１９０℃（華氏３７４度）〜約２０５℃（華氏４０１度）の初留点、約３８５℃（華氏７２５度）〜４１０℃（華氏７７０度）の９０％プラス終点を有する精製または部分精製された石油留分を意味する。しかし、（Ｍ）のより軽い部分の範囲が、該（Ｍ）が製造された原油の硫黄区切り点で始まることが好ましい。（Ｍ）の成分は、ナフサ範囲よりも重いライトタイトオイルの底部部分を含むことができる。好ましい変形例では、本明細書での他の要件として、（Ｍ）の出発成分は約１／３の灯油範囲から約２／３のディーゼル範囲の炭化水素の中間蒸留物組み合わせを有し、ＡＳＴＭ  Ｄ４０５２に従って１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の範囲の密度を有する。
【００７３】
本明細書に教示された要件に従い、本発明の教示を実施する場合、１つまたは複数の適切な（Ｍ）または中間構成要素を製造または調達することは、精製技術分野の当業者に公知である。入手可能な精製「倉庫」内に見出される多くの変形例において、（Ｍ）として、限定されるものではないが、ＥＩＡが指定した定義内のもの（括弧内の華氏から摂氏への変換を含む）（ｉ）「中間蒸留物：一般的な分類の、蒸留燃料油及び灯油を含む精製石油製造物」、３８５℃（華氏７２５度）以下で沸騰する、（ｉｉ）「灯油：スペースヒーター、調理ストーブ、給湯器に使用され、芯式ランプで燃やす場合の光源として使用される軽質石油蒸留物、灯油は、１０％回収点最大蒸留温度［２０４．４℃］（華氏４０１度）、終点［３００℃］（華氏５７２度）、最小引火点［３７．８℃］（華氏１００度）を有する。ＡＳＴＮ規格Ｄ３６９９により認定された２種の等級Ｎｏ．１−Ｋ、Ｎｏ．２−Ｋ、及びＮｏ．１燃料油と同様の特性を有する、レンジ油またはストーブ油と呼ばれるその他の等級の灯油を含む」、（ｉｉｉ）「軽質軽油：概ね［２０５℃〜３４３．８℃］（華氏４０１〜６５０度）の範囲で沸騰するナフサよりも重い流動石油蒸留物」及び（ｉｖ）「重質軽油：概ね３４３．８℃〜５３７．８℃（華氏６５１〜１０００度）で沸騰する石油蒸留物」の３８５℃（華氏７２５度）以下で沸騰する（ｉｖ）部分、を挙げることができ、３８５℃（華氏７２５度）以下で沸騰する部分のみが（Ｍ）に含まれることが求められる。（Ｍ）はまた、ＥＩＡ定義内の材料（ｖ）「灯油型ジェット燃料」、（ｖｉ）「Ｎｏ．１蒸留物」、（ｖｉｉ）「Ｎｏ．１ディーゼル燃料」、（ｖｉｉｉ）「Ｎｏ．２蒸留物」、（ｉｘ）「Ｎｏ．２ディーゼル燃料」、（ｘ）「Ｎｏ．２燃料油」、（ｘｉ）「蒸留燃料油」及び（ｘｉｉ）可能であればＮｏ．４燃料またはＮｏ．４ディーゼル燃料の一部も含み、上記の全てについて、約３８５℃（華氏７２５度）以下で沸騰することが求められる。ＥＩＡは、ディーゼル燃料を、「ディーゼル燃料：石油精製運転で得られる蒸留物またはそのような蒸留物と自動車に使用される残留油との配合物からなる燃料として残油を有する配合物を広く含むように定義している。ディーゼル燃料はガソリンよりも沸点、比重が高い」。このように、残留油はディーゼルとして定義される物質内にあるので、精油技術分野の当業者により、本発明により教示される要因に基づいて、あるディーゼルが（Ｍ）または（Ｈ）であるかどうかが評価される。ＥＩＡが「高硫黄ディーゼル（ＨＳＤ）燃料：５００ｐｐｍを超える硫黄を含有するディーゼル燃料」と定義する多くのディーゼルは、本明細書でさらに説明されるように、本発明の他の要件により、（Ｍ）または（Ｈ）に該当する。しかし、ＥＩＡが定義する「低硫黄ディーゼル（ＬＳＤ）燃料：１５ｐｐｍを超えるが５００ｐｐｍ以下の硫黄を含有するディーゼル燃料」及び「超低硫黄ディーゼル（ＵＬＳＤ）燃料：最大１５ｐｐｍの硫黄を含有するディーゼル燃料」は（Ｍ）に該当するが、本明細書でさらに説明されるように、本発明の他の要件のより、（Ｈ）に該当し得る。
【００７４】
本明細書に記載された他の要件に従い、（Ｍ）構成要素範囲の必須属性は、１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３である組み合わせ密度を有する本発明の組み合わせの一部を形成することを可能にするために、そのような範囲のための（Ｍ）標準（バルクと呼ばれることが多い）密度は１５℃で８２０Ｋｇ／Ｍ３〜８８０Ｋｇ／Ｍ３でなければならない。すなわち、（Ｍ）の個々の構成要素が該範囲外であっても、（Ｍ）の集合体は１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３に該当する。
【００７５】
変形例では、（Ｍ）構成要素範囲は、硫黄の除去のための本明細書に記載した水素化処理などの処理前の区切り点より高い硫黄含有量を有する。しかし、（Ｍ）構成要素が区切り点より上であってもよい限られたケースを除いて、水素化処理装置流出物などの処理された（Ｍ）が水素化変換器流出物などの処理された（Ｈ）と組み合わされた場合の硫黄含有量を、両者が（Ｌ）と組み合わされた（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の組み合わせが、燃料硫黄制限を超えないように処理後の（Ｍ）硫黄含有量は区切り点より低い必要がある。選択された区切り点のより高いレベルは、硫黄除去に使用されるならば（Ｌ）内の物質の最大量が水素化処理などの下流処理を迂回することを可能にし、水素生成コスト及び他の操業コストを下げる。一変形例では、（Ｍ）は水素化処理されて、約１０重量ｐｐｍの範囲の非常に低い硫黄量及び非常に低いか実質的に金属を含まない流出物を製造する。（Ｍ）の成分または前駆物質として使用するために選択することができる様々な等級の特定の水素処理された材料が、周知の業界提供システムであるＰｌａｔｔｓに公開されている。（Ｍ）が存在しない、または添加されないならば、（Ｌ）と（Ｈ）の境界は、（Ｍ）の要件を満たすものとする。
【００７６】
本明細書で使用される「（Ｈ）」または「重質構成要素」の成分は、本明細書での要件として、約３８５℃（華氏７２５度）〜約４１０℃（華氏７７０度）の初留点、約８１５℃（華氏１４９９度）以下の終点を有する精製または部分精製された石油留分を意味する。そのような（Ｈ）終点は、獲得調査または製造試験により知ることができる（Ｈ）構成要素の属性である。一変形例では、（Ｈ）終点は、溶剤分離から回収され、続いて水素化処理または水素化変換反応器により処理され、回収されて組み合わされて、上記燃料を形成する流れの成分の最高沸点などの原料油及び／または処理条件により設定される。
【００７７】
（Ｈ）構成要素範囲の１つの本質的な属性は、製造中に、例えば、上述した溶剤分離及び／または水素化変換及び／または水素化処理による処理によって、硫黄及び特定の重質アスファルテン及び金属の存在を低下させるために処理された成分の適正な量、または（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の組み合わせに添加できるレベルに硫黄及び金属を削減し、本発明の燃料の硫黄及び金属仕様を満たす他の処理工程である。（Ｈ）範囲成分の他の本質的な属性は、（Ｈ）範囲密度及び最終燃料組み合わせへの寄与であり、本明細書に記載された他の要件に従い、その燃料組み合わせの１５℃での密度が８２０Ｋｇ／Ｍ３〜８８０Ｋｇ／Ｍ３である、本発明の（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）の組み合わせの一部の形成を可能にすることである。
【００７８】
したがって、本明細書に記載された要件に従い、本発明の教示を実施する場合、（Ｈ）または重質構成要素の１つまたは複数の好適な成分を製造または調達すること、または原料油及びそれを製造する方法は、精油技術分野の当業者に公知である。入手可能な精製「倉庫」内に見出される多くの変形例において、（Ｈ）の成分のための出発材料として、限定されるものではないが、ＥＩＡが指定した定義内のもの（ｉ）（ｉｉｉ）「重質軽油：３４３．８℃〜５３７．８℃（華氏６５１度〜１０００度）」で沸騰する石油蒸留物の約３８５℃（華氏７２５度）より上で沸騰する部分、が挙げられ、３８５℃（華氏７２５度）より上で沸騰する部分のみが（Ｈ）に含まれることが求められる。（Ｈ）はまた、約３８５℃（華氏７２５度）の初留点を有する「重質軽油：概ね華氏６５１度〜１０００度の範囲で沸騰する石油蒸留物」、ＡＳＴＮ規格Ｄ３９６及びＤ９７５及び連邦規格ＶＶ−Ｆ−８１５Ｃに準拠する、（ｉｉ）残渣燃料油：精製所操作で蒸留燃料油及び軽質炭化水素が蒸留除去された後に残るＮｏ．５及びＮｏ．６燃料油として知られる重質油の一般的な分類を含む。Ｎｏ．５は、中粘度の残渣燃料油で、Ｎａｖｙ  Ｓｐｅｃｉａｌとしても知られ、改正２（ＮＡＴＯ  Ｓｙｍｂｏｌ  Ｆ−７７０）を含む軍用規格ＭＩＬ−Ｆ−８５９Ｅに定義されており、政府機関及び海岸発電所の蒸気動力船で使用されている。Ｎｏ.６燃料油はバンカーＣ燃料油を含み、発電、室内暖房、船舶バンカーリング、及び各種産業目的に使用され、（ｉｉ）ＥＩＡは、「Ｎｏ．６残渣燃料油」を定義している。
【００７９】
図４は、本発明の方法により製造された本発明の燃料の組成の一実施形態を示す。
【００８０】
図４は、本発明により処理された参照原油について、体積分率に対する２つのプロファイル、温度プロファイル６０２及び比重プロファイル６０４を示す。すなわち、図４では、上部チャート及び下部チャートの両者において、ｘ軸６１０は原油の体積分率を示す。上部チャートのｙ軸６１２は、温度プロファイルカーブ６０２を描いた、様々な取り出し物の摂氏での沸点をデータ点として示している。図４の下部チャートのｙ軸６１４は、密度プロファイルカーブ６０４を描いた、参照原油の比重データを示す。
【００８１】
図４の上部及び下部チャートの両者において、２つの垂直な点線ＬＭ６０６及びＭＨ６０８は、温度プロファイル６０２及び密度プロファイル６０４曲線に交差して描かれている。垂直線ＬＭ６０２及びＭＨ６０４は、選択された収率分割（Ｌ）である範囲６２２及び（Ｍ）範囲６２４での参照原油の体積分率として描かれている。図４において、ＬＭ６０６の交差点は２０５℃であり、ＭＨ６０８の交差点は３８５℃であり、（Ｌ）６２２及び（Ｍ）６２４のそれぞれの範囲を決定している。参照原油より軽質または重質の原油に対しては、線を右または左にシフトする。
【００８２】
点６０９は、５６５℃までで切られる減圧軽油及び５６５℃以下で残存する減圧残渣からの脱アスファルト化油を有する（Ｈ）範囲の終点を示す。点６０９での温度は、脱アスファルト化油上昇に依存し、点６０９からピッチを表す１００体積％は示されないと理解される。温度点６１１は、組み合わせに使用される処理済（Ｈ）の重質減圧軽油境界点部であり、脱アスファルト化油である点６１１から点６０９までの（Ｈ）６２６部分を有する。対応する密度点を、未処理原油の全範囲に対する６１５として図４に示す。６１３は、処理原油における（Ｌ）、（Ｍ）、（Ｈ）の嵩密度を通る直線である。
【００８３】
したがって、（Ｌ）範囲６２２の最高沸騰終点と（Ｍ）範囲６２４の初留点は、共通の垂直線ＬＭ６０６を共有する。（Ｍ）範囲６２４の最高沸騰終点と（Ｌ）範囲６２６の初留点は、共通の垂直線ＭＨ６０８を共有する。（Ｈ）範囲６２６への前駆物質の実際の終点６０９は、本発明の他の実施形態に示され、（Ｈ）の定義において記載したように、特定の重質アスファルテン及び他の複合炭化水素を除去し、実質的に金属を除去し、最終燃料に寄与する非常に低い量の硫黄（Ｈ）を残すための切断点である。
【００８４】
図４はさらに、本発明の方法により製造された燃料に関して本明細書に開示されている、本発明の方法により製造された本発明の燃料を想定した燃料組成物を形成するための（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）以内の構成要素をどのように組み合わせるかを示す。一変形例としての概要では、構成要素を調査し、体積分率に対して密度をプロットし、１５℃で必要な最小密度８２０Ｋｇ／Ｍ３の線６４０と１５℃での最大密度８８０Ｋｇ／Ｍ３の線６４２との間の（Ｍ）範囲の中心点を見出す。中心点６３０（後に定義される密度ピボット）は、（Ｍ）範囲の中間で密度対容積が交差する点であり、±１０体積％または非常に少ないまたは存在しない（Ｍ）範囲構成要素であり、そこでまたはその間で（Ｌ）が終わり、（Ｈ）が始まる帰属点である。中央の黒い四角６３０は（Ｍ）範囲嵩密度中心点であり、６３１と６３３は、それぞれ（Ｌ）範囲と（Ｈ）範囲の嵩密度中心点である。
【００８５】
参照原油よりも軽い原油を本発明の方法により処理し燃料を作製する場合、垂直線ＬＭ６０６とＭＨ６０８は右にずれ、範囲（Ｌ）６２２、（Ｍ）６２４、（Ｈ）６２６は、より軽い構成要素（Ｌ）範囲６２２の体積は大きくなり、範囲（Ｈ）６２６の体積は小さくなることを意味する。密度ピボット６３０は僅かに動き、燃料密度は低下するが、密度支点６３２（後で定義する）内に留まる。参照原油よりも重い重油を本発明の方法により処理して燃料を作製する場合、逆のことが起こる。すなわち、垂直線ＬＭ６２６及びＭＨ６２８は左にずれ、構成要素（Ｈ）の体積は大きくなり、範囲（Ｌ）の体積は小さくなることを意味する。燃料密度は上昇するが、燃料組み合わせ密度ピボット６３０の点は、線６４０と６４２の間の８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３密度ゾーンに留まる。そのようなより軽質及びより重質の供給原料の例では、組み合わせ燃料に対して、８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３以内に嵩密度を有する燃料を線６４０と６４２との間の燃料組み合わせ密度ゾーンに供給し、（Ｌ）と（Ｈ）の各範囲を釣り合わせるための集合体必須密度と共に、十分な（Ｌ）及び（Ｈ）構成要素（存在する場合、（Ｍ）構成要素も同様に）が必要である。
【００８６】
したがって、主に（Ｌ）範囲物質である、ライトタイトオイルや凝縮物などの非常に軽い供給原料は、最終製造物嵩密度を密度支点内に持たせ、８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の燃料組み合わせ密度ゾーン内に燃料を与える、単一の物質として働くための十分量の重質物質（Ｍ）または（Ｈ）を有さない。
【００８７】
本明細書及び特許請求の範囲に使用されているように、（ａ）「密度支点」という用語は、１５℃で８２０〜８８０ＫＧ／Ｍ３の嵩密度で、密度ピボットでの約±１０％の体積分率範囲内の密度ピボット（下記に定義される）またはその近辺に位置する中心を意味する。説明のため、制限するものではないが、名目上４８体積％は４３〜５３体積％以内に測定され、名目上８５体積％は８０〜９０体積％以内に測定される。（ｂ）「密度ピボット」という用語は、密度支点の中心点を意味し、同じ体積の構成要素（Ｌ）及び（Ｈ）を組み合わせる場合、構成要素（Ｍ）の有無にかかわらず、平衡化された密度を達成することができる。両端が線６４０と６４２の間の８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３燃料組み合わせ密度ゾーン内にあり、組み合わせの嵩密度が、点６３０にあるように、該引用された線の全てが、密度曲線６０４の一端の範囲が上向きでも下向きでも、上記燃料の配合物の本質的なガイド役を果たす、必要な嵩密度支点を通過する。
【００８８】
図４に示す密度プロファイル６０４を観察すると、（嵩）密度はほとんど線形プロファイルに伸び、変動は小さいが、密度支点６３２の並行ゾーン範囲外に傾斜し、密度支点の中心６３０付近で旋回することが分かる。図示されるように、密度範囲が１５℃で８８２〜８８０Ｋｇ／Ｍ３である場合、（Ｌ）と（Ｈ）との実質的に等しい体積は、全配合に対して線６０４を持ち上げ、回転させ、本発明の清浄燃料の６４０と６４２の間の嵩密度範囲内に入る。
【００８９】
最終組み合わせ燃料製造物の密度が、密度支点６３２（例えば、約８２０未満の低密度要求）の最低密度より低い場合、発熱量が低下し、同等のエネルギー効果を達成するためには、燃料消費の増加が必要になる。最終製造物の密度が、密度支点６３２（例えば、約８８０を超える上部密度要求）の最高密度を超える場合、エンジン燃料供給原料、取扱システム、及び他の最終使用に関連して問題が発生する。
【００９０】
その他の全ての条件が満足されるならば、密度支点のバランスを妨げることなく、（Ｍ）を実質的に低減または除去でき、（Ｌ）と（Ｈ）の満足できる燃料をなお形成することが可能であることは驚くべきことである。このことは、特定のバレル組み合わせの上部と底部が、（Ｍ）からディーゼル範囲を回収しても、残りの（Ｌ）と（Ｈ）との満足できる燃料をなお形成することを可能にする。
【００９１】
図５は、例えば、（Ｌ）範囲構成要素「バレルの上部」としてのライトタイトオイルを、（Ｈ）「バレルの底部」としての他の構成要素と一緒に使用して、本発明の方法により製造される燃料を想定した燃料組成物をどのように形成するかを示す。
【００９２】
図５では、凝縮物を、図５の上のチャートに示す参照ライトタイトオイル型物質として使用している。これは、５３°のＡＰＩ、線７０６で終了する約６９体積％の（Ｌ）範囲７２２を有する軽質の「バレルの上部」物質の一例であり、線７０８で終了する２８体積％のみの（Ｍ）７２４及び最終組み合わせに寄与する７２６として示す（Ｈ）１の一部としての約３体積％の常圧残留底部を有する。体積分率７１０に対してプロットされた様々な温度７１２での上記凝縮物参照物質の収率曲線７０２を図５のチャートに示す。上記のように、この参照物質分析によって、一般的な近似値として、約６９体積％の（Ｌ）範囲７２２と２８体積％（Ｍ）範囲７２４と約３体積％の少量の（Ｈ）１範囲７２６と解釈される。底部は、重質残留物をわずかしか含まない比較的軽質な軽油範囲物質であるので、終点７１１は１００体積％である。密度支点が参照のみについて示す（図５の下のチャートのみに示す添加された（Ｈ）２が含まれない）場合、添加（Ｈ）２を含まない元の基準の体積分率の約８５％のあたりの右の方に現れる。したがって、線７４０と線７４２との間の８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の密度目標範囲内の組み合わせ曲線のバランスを達成するためには、少なくとも追加の（Ｍ）範囲構成要素、好ましくは（Ｍ）＋（Ｈ）構成要素または、より好ましくは、主として、（Ｈ）範囲物質が、（Ｍ）の成分と共に、組み合わせにとって必要である。
【００９３】
図５の下のチャートに示すこの実施例では、約６９体積％の（Ｌ）７２２、２８体積％の（Ｍ）７２４及び３体積％のＨ１範囲７２６として自然に発生するこの基準凝縮物の各バレルに、他の源、例えば、水素化変換により全範囲流出物として製造された（Ｈ）２非凝縮物７２７の０．６９バレルが添加される。中央の黒い四角７３０は（Ｍ）範囲嵩密度中心点であり、７３１と７３３は、それぞれ（Ｌ）範囲と全（Ｈ）範囲の嵩密度中心点である。添加（Ｈ）２との該組み合わせは、１．６９バレル（（Ｌ）＋（Ｍ）＋（Ｈ）１＋（Ｈ）２として図５の下のチャートに示す１００体積％）の想定される本発明の配合清浄燃料を形成し、該燃料は約２５〜２８の燃料製造物ＡＰＩに対する要求範囲である８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の密度を有し、この例を表１に示す。
【００９４】
【表１】
2020143299.tif 000003
（配合燃料は、低硫黄及び金属仕様を満たす）
【００９５】
本発明のさらに他の変形例では、組み合わせのＭの量をゼロ（零）近くまで低減する。これは、（Ｍ）範囲のディーゼル及び他の材料の供給不足によるものであり、超低硫黄ディーゼル順路要求及び低硫黄海上及びガスタービン用途の高需要のために求められている。本変形例では、配合燃料の形成のために、ほとんどまたは全く（Ｍ）を含まない、実質的に等しい（Ｌ）及び（Ｈ）部分からなる組み合わせを作製する。「より重質の凝縮物」またはライトタイトオイルの選択は、より多くの常圧残留物をもたらし、場合によって、軽油範囲材料のあるものは、垂直線（ＬＭ）を左にシフトさせ、より重いライトタイトオイルの寄与による密度の増加につれて、密度支点が上昇する。
【００９６】
上記を適用する一実施形態では、本発明者らは、（Ｌ）、（Ｍ）及び（Ｈ）からなる１つまたは複数の構成要素の組み合わせを有する新規配合燃料を提供する。ここで、組み合わされる全量１００体積％に対するそれぞれの量は、以下のように決定される。（ａ）（Ｌ）％＋（Ｍ）％＋（Ｈ）％＝１００％、（ｂ）（Ｌ）％＝（Ｈ）％＝（１００％−（Ｍ）％）/２）、及び（ｃ）（Ｍ）％がゼロまたは１００％未満である場合、残り部分の（Ｌ）％/（Ｈ）％比が０．４／１〜０．６／１であり、該組み合わせは、（１）１５℃で８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の密度、（２）０．２５重量％以下の硫黄含有量、（３）４０重量ｐｐｍ以下の全金属含有量、を有する燃料である。一変形例では、硫黄を０．１重量％以下に低減し、金属を２５重量ｐｐｍ以下に低減する。一変形例では、１０％〜９０％の（Ｍ）が存在し、残り部分の（Ｌ）／（Ｈ）比が０．４／１〜０．６／１である。他の変形例では、存在する（Ｍ）を２０％〜８０％とし、残り部分の（Ｌ）／（Ｈ）比が０．４／１〜０．６／１である。さらに他の変形例では、３０％〜７０％の（Ｍ）が存在し、残り部分の（Ｌ）／（Ｈ）比が０．４／１〜０．６／１である。簡素化した実施形態では、（Ｍ）が３０体積％〜７０体積％の範囲であり、残り部分が０．９／１〜１／０．９の（Ｌ）／（Ｈ）比を有する実質的に等しい（Ｌ）及び（Ｈ）部分からなる。他の実施形態では、（Ｍ）が全体の４０体積％〜６０体積％の範囲にあり、１５℃での密度が８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３、硫黄が０．２５重量％以下、金属が４０重量ｐｐｍ以下である。
【００９７】
したがって、本発明者らは、１５℃での密度を８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３またはそれ以下に目標設定し、ライトタイトオイル及び水素化変換された高硫黄燃料油の組み合わせ由来の炭化水素を有する前駆物質または構成要素の製造を利用することにより、０．１重量％という非常に低い硫黄量の燃料を、配合または製造できることを見出した。上記燃料は、常圧蒸留条件における上記油の任意の留分の最低沸点である初留点、及び溶剤分離に好適な溶剤に可溶性である上記高硫黄燃料油の残渣部分の最高沸点である最高沸点を有する。例えば、本発明を実施する場合、ヘプタンを組み合わせ構成要素入手のための獲得測定基準用の溶剤として、または本発明の製造工程の溶剤分離部を使用して製造のための溶剤として使用するならば、処理または未処理のいずれであっても、該組み合わせでの最高沸騰終点は、測定基準または製造のための溶剤としてペンタンを選択した場合より高い。
【００９８】
本発明者らは、前述の本開示の方法を、清浄タービン燃料として有用な広範囲の炭化水素の配合燃料組み合わせを想定するための（Ｌ）＋（Ｍ）＋（Ｈ）の前駆物質の選択または処理に使用できることを見出した。上記タービン燃料は、以下の特性を有する。（ａ）ＩＳＯ８７５４による、０．０５重量％（５００重量ｐｐｍ）〜０．１重量％（１０００重量ｐｐｍ）の硫黄、（ｂ）ＡＳＴＭ  Ｄ４０５２による、１５℃での８２０〜８８０Ｋｇ／Ｍ３の密度、（ｃ）ＩＳＯ  １４５９７による、２５重量ｐｐｍ以下、好ましくは１０重量ｐｐｍ未満、さらに好ましくは１重量ｐｐｍ未満の全金属、（ｄ）４３．８１〜４５．１５ＭＪ／ｋｇのＨＨＶ、及び（ｅ）４１．０６〜４２．３３ＭＪ／ｋｇのＬＨＶ。引火点は、該組み合わせの最低引火点構成要素に基づいて変動する。本発明者らは、以下の追加の想定される特性を有する変形例を見出した。（ａ）１０ｍｍ2／ｓ未満の５０℃での動粘度（ＩＳＯ  ３１０４では、１ｍｍ2／ｓ＝１ｃＳｔ）、（ｂ）ＩＳＯ  １０３７０による炭素残留物は、０．３２〜１．５であり、（ｃ）ＩＳＯ  ６２４６による実在ガムが５未満であり、（ｄ）ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による酸化安定性が約０．５であり、（ｅ）ＡＳＴＭ  Ｄ６６４による酸価が０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇである。船舶用燃料としての使用のためには、ＩＳＯ  ２８１７−１０に規定されている試験または計算方法を参照する。
【００９９】
したがって、本発明は、硫黄及び他の汚染物質が低減され、低レベルである燃料の作製、及びそのような燃料の使用に広く適用できる。特定の特徴は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく変更され得る。したがって、本発明は、上記特定の実施形態または実施例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲または特許請求の範囲と同等のもののみにおいて定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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