(57)【要約】異なる沸点範囲を有する少なくとも二つの原料２１０Ａ、２１０Ｂは、二つの水素化リアクタ２３０Ａ、２３０Ｂの間に流体結合されるインタベッド分離装置２４０を使用して、統合された水素化プラント２００において水素化処理される。想定される構成および方法は、二つの異なる原料の少なくとも二つの水素化工程を一つの工程へ統合することにより、および／またはリアクタのうち少なくとも一つにおける触媒の使用を減少する工程条件を提供することにより、建設および動作の経費を著しく減少する。
2005521784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の原料および第２の原料を収容するインタベッド分離装置を備えるプラントであって、第１の原料が、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、
第１の原料の少なくとも一部が、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部が、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給されるプラント。
【請求項２】
インタベッド分離装置が、少なくとも部分的な気液平衡段階を含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項３】
インタベッド分離装置が、少なくとも二つの気液平衡段階を含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項４】
インタベッド分離装置が、トレイコラムまたはパックコラムである、請求項１に記載のプラント。
【請求項５】
第１の原料が、水素化処理された軽油または流動接触分解リアクタからの循環オイルを含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項６】
第２の原料が、ディーゼルオイルまたは流動接触分解リアクタからの循環オイルを含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項７】
インタベッド分離装置が、水素含有流を更に収容する、請求項１に記載のプラント。
【請求項８】
水素含有流が、プラントで再循環される、請求項７に記載のプラント。
【請求項９】
水素含有流の少なくとも一部が、補給水素流である、請求項７に記載のプラント。
【請求項１０】
インタベッド分離装置が、約５００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１に記載のプラント。
【請求項１１】
第２の水素化処理リアクタが、約７００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１０に記載のプラント。
【請求項１２】
第２の原料の少なくとも一部が、第２の水素化処理リアクタに供給される、請求項１に記載のプラント。
【請求項１３】
第３の原料が、第２の水素化処理リアクタに供給される、請求項１に記載のプラント。
【請求項１４】
第２の原料の一部が、インタベッド分離装置をバイパスし、第２の水素化処理リアクタの温度を調整する、請求項１２に記載のプラント。
【請求項１５】
第２の原料の一部が、インタベッド分離装置の水素化処理された第１の原料からの軽い沸点範囲の物質の回収を制御する、請求項１２に記載のプラント。
【請求項１６】
インタベッド分離装置および第２のリアクタが、改良として既存の水素化処理プラントに統合される、請求項１に記載のプラント。
【請求項１７】
第１の水素化処理器が、第１の原料全体を収容し、第２の水素化処理リアクタが、第２の原料全体を収容し、第２の原料全体が、第１の原料全体の２５ｖｏｌ％から９０ｖｏｌ％の間である、請求項１に記載のプラント。
【請求項１８】
第１の水素化処理器が、第１の原料全体を収容し、第２の水素化処理リアクタが、第２の原料全体を収容し、第２の原料全体が、第１の原料全体の４０ｖｏｌ％から８０ｖｏｌ％の間である、請求項１に記載のプラント。
【請求項１９】
水素化処理の方法であって、
第１の水素化処理リアクタ、第２の水素化処理リアクタ、および第１および第２の原料を収容するインタベッド分離装置を提供することと、
インタベッド分離装置を第１および第２の水素化処理リアクタに流体結合することと、
第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化するために第１の原料を使用し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成することと、
予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部を、第２の水素化処理リアクタに供給することとを含む、水素化処理の方法。
【請求項２０】
第１の原料が、軽油沸点範囲の物質を含み、第２の原料が、軽油より低い沸点範囲を有する物質を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
インタベッド分離装置が、約５００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作し、第２の水素化処理リアクタが、約７００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
第２の水素化処理リアクタが、第１の水素化処理リアクタで少なくとも部分的に生成された再循環ガスからの構成要素を吸収する生成物を生成する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
第１の原料および第２の原料を収容するインタベッド分離装置を備えるプラントであって、第１の原料が、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、
第１の原料の少なくとも一部が、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給され、
第２の原料の少なくとも一部が、第２の水素化処理リアクタに供給される、プラント。
【請求項２４】
第１の原料および第２の原料を収容するインタベッド分離装置を備えるプラントであって、第１の原料が、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、
第１の原料の少なくとも一部が、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給され、
第３の原料が、第２の水素化処理リアクタに供給される、プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、石油化学であり、特に様々な炭化水素系原料の水素化処理である。
【背景技術】
【０００２】
水素化処理は、酸素、窒素、硫黄を含む不純物を取り除き、かつ炭化水素を飽和させるために、触媒の存在下で、水素が炭化水素系供給原料と接触する、現代の多くの精製装置において一般的に使用されるタイプの水素化工程である。しばしば使用される水素化処理の形態は、精製中間物の流れから硫黄分を減らすために主に使用される、水素化脱硫である。水素化脱硫は、接触改質器、流動床接触分解器、および水素化分解器の原料前処理を含む工程と組み合わせられて一般的に使用され、またナフサ、ディーゼル、ジェット、暖房油と残留物、オレフィンの飽和物、および多環式芳香族のための生成物品質改良の工程として、独立して使用されてよい。水素化分解は、軽質生成物を生成する（すなわち平均分子量が減少する）ために、触媒の存在下で、水素が炭化水素系供給原料と接触する、現代の多くの精製装置において一般的に使用される別のタイプの水素化工程である。従来技術において知られている水素化処理構成および工程が多数あり、生成物の品質を改良する一方、様々な工程における水素化処理および水素化分解リアクタの統合をもたらす、エネルギー消費および資本コストを軽減するための絶え間ない努力がなされている。
【０００３】
例えば一つの統合コンセプトにおいて、新しい供給原料が、水素化分解段階からの廃物と結合され、結合された流れが、次いで水素化処理段階に導入される、二段階の水素化分解工程を記述する、Ｈｅｎｇｓｔｅｂｅｃｋによる米国特許第３，３２８，２９０号に開示されるように、水素化処理器が水素化分解器に結合される。高沸点留分は、次いで水素化処理器の廃物から分離され、軽質生成物および重質底部流を生成するよう分留され、次いで、水素含有ガスと共に水素化分解段階に再循環される。
【０００４】
別の例示であるＢｅｒｔｒａｍによる米国特許第６，２３５，１９０号は、統合された水素化処理および水素化分解工程を記述し、この工程において、異なる活性を有する二つの水素化処理触媒は、改良された生成物の品質を提供するように直列に作用され、水素化処理リアクタからの廃物は、水素化処理された廃物を、還元された芳香族炭化水素含有物を有する軽質生成物に転化するために、水素化分解工程にかけられる。更なる例示において、Ｇｅｎｔｒｙらによる米国特許第６，２６１，４４１号に記述されるように、ナフサ製品、ナフサの沸点範囲を超えて沸騰する蒸留物、および潤滑剤生成物を生成するために、水素化分解段階の後に単一供給原料および底部留分再循環と共に水素化脱ろう段階が続く、結合された水素化処理／水素化分解工程が記述される。
【０００５】
Ｋａｌｎｅｓによる米国特許第６，３２８，８７９号に記述されるように、また別のシステムにおいて、生成物が供給原料よりも低い沸点範囲を有する、様々な生成物を生成するための、水素化分解区域、水素化処理区域、および高圧生成物ストリッパを使用する接触水素化分解において、二つの独立した供給原料が水素化分解される。
【０００６】
あるいは、一つよりも多い水素化処理リアクタ、およびまたは触媒床が、Ｐａｒｋｅｒによる米国特許第３，５３７，９８１号、またはＣｏｏｐｅｒによる米国特許第６，１０３，１０５号に記述されるような接触水素化のために使用されてよい。Ｐａｒｋｅｒの工程が、第２の水素化処理リアクタと直列の分離装置に結合される第１の水素化処理リアクタを使用する一方、Ｃｏｏｐｅｒらは、分離装置の使用なしに二つの直列接続された水素化処理触媒床を使用する。しかしながら、ＣｏｏｐｅｒおよびＰａｒｋｅｒの水素化処理構成の両方は、一般的に単一の供給原料のみに限定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、多くの統合された工程は、別の知られている構成および方法に対して、少なくともいくつかの利点を提供するが、知られている構成および方法の全てまたはほとんど全ては、水素化分解が目的である工程か、または単一の沸点範囲（例えばナフサ、ディーゼル、軽油、残油）供給原料の水素化処理が考慮される工程に限定される。その結果、知られている水素化処理工程の全てまたはほとんど全ては、一つ以上の供給原料が使用される個々のプラントを必要とする。従って、石油化学製品の水素化処理のための改善された構成および方法を提供する必要性が未だ存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、水素化処理プラントのための構成および方法、および異なる沸点範囲（例えば軽油およびディーゼルオイル）を有する少なくとも二つの供給原料が水素化される、特に統合された水素化処理プラントのための構成および方法に関する。また、特に想定される態様は、想定される構成の制御方法を含む。
【０００９】
本発明の主題の一つの態様において、想定されるプラントは、第１の原料（例えば水素化処理された軽油）および第２の原料（例えばディーゼルオイル）を収容するインタベッド（ｉｎｔｅｒｂｅｄ）分離装置を含み、第１の原料は、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、第１の原料の少なくとも一部は、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給される。
【００１０】
特に、想定されるインタベッド分離装置は、少なくとも部分的な気液平衡段階、好ましくは少なくとも二つの気液平衡段階を含み、トレイコラムまたはパックコラムの構成を有してよい。想定されるインタベッド分離装置は、プラントで再循環され、および／または補給（ｍａｋｅｕｐ）水素流でよい、水素の多い流れを収容してよいことが更に好ましい。想定されるインタベッド分離装置は、約５００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの動作リアクタ圧力と同様な圧力において一般に動作する。
【００１１】
本発明の主題の特に好ましい態様において、第２の原料の少なくとも一部は、インタベッド分離装置における水素化処理された第１の原料のライトエンド（ｌｉｇｈｔ−ｅｎｄ）回収を制御するのに有効な速度で、第２の水素化処理リアクタに供給される。第２の原料の残り部分は、次いで、第２の水素化処理リアクタ内の温度を調整するために使用されてよい。
【００１２】
本発明の主題の別の態様において、第１および第２の水素化処理リアクタは、水素化処理リアクタ原料が、１０％より少ない転化、またより好ましくは８％より少ない転化を表すであろう条件のもと、動作する。従って想定される第２の水素化処理リアクタは、好ましくは約７００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作する。
【００１３】
更に、本発明の主題による構成は、新規なプラントにおいて実現されてよいことが想定される。しかしながら、インタベッド分離装置および第２の水素化処理リアクタは、また、改良として既存の水素化処理プラントに統合されてもよい。
【００１４】
本発明の主題の更なる態様において、水素化処理の方法は、第１の水素化処理リアクタ、第２の水素化処理リアクタ、および第１および第２の原料を収容するインタベッド分離装置が提供される、一つのステップを含む。別のステップにおいて、インタベッド分離装置は、第１および第２の水素化処理リアクタに流体結合される。また更なるステップにおいて、水素化処理された第１の原料は、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化するために使用され、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、別のステップにおいて、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、第２の原料の別の一部と混合され、第２の水素化処理リアクタに供給される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
脱硫および／または脱窒のための様々な知られている構成および工程は、供給原料内の硫黄含有および／または窒素含有化合物から、Ｈ２Ｓおよび／またはＮＨ３を形成する触媒の存在下で、炭化水素系原料が水素と反応する、水素化処理リアクタを使用する工程を利用する。従来技術の図１は、このようなプラントのための代表的な構成１００を示している。この図において、単一供給原料（例えばディーゼル）１１０は、ヒータ１２０を通過し、その後水素化処理リアクタ１３０に供給される。水素は（「ライン１４１を介して」別々に、または「ライン１４２を介して」供給原料と結合して）、水素化処理リアクタの触媒に加えられ、水素化処理された生成物１１２は、（クーラ１８０における冷却ステップの後）分離装置１５０において、主として水素、硫化水素、および軽質非凝縮炭化水素を含むガス状部分１１２Ａと、水素化処理されたディーゼル、いくらかの天然のナフサ、および残りのサワーガスを含む液体部分１１２Ｂとに分離される。ガス状部分からの水素は、一般に、アミン含有溶剤を有する吸着装置１５２において浄化され、コンプレッサ１６０を介して水素リアクタ内へ（上へ）再循環される。水素化処理された生成物１１２Ｃは、次いで、天然のナフサ１１２Ｄおよびサワーガス１１２Ｅのような代表的な生成物とともにコラム１７０から回収されることができる。このような構成は、単一型供給原料（例えば真空軽油、軽油、ディーゼル、ナフサなど）に対し比較的良好に働く一方、多数の供給原料（例えば軽油とディーゼル）を有する知られているプラントは、一般的に、このようなプラントの建設および実施に著しく費用を追加する、多数の別々の水素化処理構成を必要とする。
【００１６】
炭化水素系原料を水素化処理するための構成および方法を改善するための従来技術の努力において、多数の供給原料（すなわち異なる沸点範囲を有する供給原料、例えば軽油およびディーゼル）は、統合された構成において水素化処理されることが可能であり、その構成において、インタベッド分離装置は、第１および第２の水素化処理リアクタに流体結合され、また（例えばクーラかまたは熱交換器、液体／ガス分離装置、アミンストリッパ、およびコンプレッサを含む）単一水素再循環ループが、異なる原料をそれぞれが処理する、二つ（またはそれ以上）の水素化処理リアクタに使用されることが可能であることを、発明者らは見出した。
【００１７】
従って、本発明の主題の特に好ましい態様において、プラントは、第１の原料および第２の原料を収容するインタベッド分離装置を含むことができ、第１の原料は、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、第１の原料の少なくとも一部は、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給される。
【００１８】
図２は、二つの異なる炭化水素系供給原料が、単一水素再循環ループを有する統合された構成を使用して水素化処理される、水素化処理プラント２００の例示的な構成を示している。図２において、軽油２１０Ａ（第１の炭化水素系供給原料）は、ヒータ２２０において加熱され、次いで（インタベッド分離装置のための第１の原料である）水素化処理された生成物２１２を生成するため、水素化処理リアクタ２３０Ａ内に導入される。水素化処理された生成物２１２は、次いで、インタベッド分離装置（高温分離装置）２４０に供給される。水素化処理された生成物２１２は、インタベッド分離装置に入る前に、装置（例えば熱交換器など）を通過してよいことを認識されたい。インタベッド分離装置２４０は、また、（予備加熱されてよいインタベッド分離装置のための第２の原料であり）好ましくは少なくとも部分的に（すなわち少なくとも１０から５０％、より一般的には５０から８０％、最も一般的には８０から１００％が）液相である、ディーゼル原料２１０Ｂも収容する。蒸気原料２９０、一般に水素（または水素含有物）は、蒸気原料がプラント内で部分的に再循環される、インタベッド分離装置へ更に供給されてよい。あるいは、蒸気原料（または水素含有原料）は、少なくとも部分的に補給水素でよい。
【００１９】
分離装置内において、第２の原料は、水素化処理された生成物２１２との直接接触により、少なくとも部分的に気化され（または更に気化され）かつ加熱される。その上、インタベッド分離装置２４０は、原料を生成物に分離し、その生成物において、揮発性の高い構成要素は、気化された第２の原料２０１’と共に分離装置を出て、また揮発性の低い構成要素は、多少冷却された水素化処理された分解装置生成物２１２’と共に出る。インタベッド分離装置は、少なくとも部分的な気液平衡段階、またはより好ましくは少なくとも二つ以上の気液平衡段階を含み、トレイコラムまたはパックコラムの構成を有してよい。液体の水素化処理された生成物２１２’は、次いで、液体の水素化処理された生成物２１２’を、軽油、天然のナフサ、およびサワーガスを含むがこれらに限定されない処理された生成物に分離する、コラム２７０Ａに供給される。気化された第２の原料２１０’は、次いで、ライン２１０Ｂ’を介して付加のディーゼル原料と混合され、付加の原料流を収容することができるまたはできない、第２の水素化処理リアクタ２３０Ｂ内に（結合された第２の原料として）導入される。軽い沸点範囲の構成要素の一部は、第１の生成物２１２’から回収され、第２のリアクタにおいて更に水素化処理されるであろうことを認識されたい。
【００２０】
そのように水素化処理された第２の原料２１０”（ここではたいてい水素化処理されたディーゼル）は、次いでクーラ２８０において冷却され、分離装置２５０において、液体部分および（主としてＨ２Ｓ、水素、および軽質非凝縮炭化水素を含む）ガス状部分に分離される。ガス状部分の水素は、従来技術の溶剤を使用してよい吸着装置２５２を介して浄化されることが可能である。コンプレッサ２６０は、この水素含有再循環ガス流を、システム内へ（例えば、第１のリアクタにおいて、および／または第１の原料かまたは供給原料へ）の再導入のための適当な圧力に圧縮する。第２の水素化処理された原料２１０”の液体部分は、次いで、水素化処理された生成物を、低硫黄ディーゼル、天然のナフサ、およびサワーガスを含むことができるがこれらに限定されない、処理された生成物に分離する、コラム２７０Ｂに供給される。
【００２１】
またここで使用されるように、「インタベッド分離装置」という用語は、インタベッド分離装置が、少なくとも部分的に水素化処理された（前もって水素化処理されることができ、または水素化処理されないこともできる）第１の原料および第２の原料を収容するよう、少なくとも二つの水素化処理リアクタに流体結合される分離装置を言及し、第１および第２の原料は、異なる沸点範囲（例えば軽油およびディーゼルオイル）を有する。一般的に、想定されるインタベッド分離装置は、高温（すなわち３００から７５０°Ｆ）で動作し、インタベッド分離装置は、蒸気または水素含有原料を更に収容してよいことが特に想定される。
【００２２】
図３は、インタベッド分離装置３４０および第２のリアクタの回りの流れの特に好ましい構成を示し、第２のリアクタにおいて、第２の原料３１０Ｂの一部３１０Ｂ’、および付加の第３の原料３９５Ｃは、水素化処理された生成物３１０”を生成するため、インタベッド分離装置をバイパスし、（結合された流れ３１０’を介して）第２のリアクタに供給される。（第２の原料の）実質的に液相の流れ３１０Ｂ”の速度は、第１の水素化処理された原料３１２’の所望のライトエンド（ｌｉｇｈｔ−ｅｎｄ）回収をさせるよう決定される。ここで使用される「ライトエンド回収」という用語は、構成要素混合物内の構成要素の回収を指し、構成要素の沸点は、混合物の沸点範囲の上部３分の１の、またより一般的には上部４分の１の（またはそれよりも高い）沸点である。第２の供給原料３１０Ｂ’の残りの部分は、第２のリアクタに向けられる前に、熱交換器またはヒータ３１０Ｃにおいて更に予備加熱されてよい。第３の原料は、いずれの炭化水素系供給原料でよく、ナフサ、ジェット、ディーゼル、または軽油沸点範囲の物質を含んでよいことを認識されたい。付加の（第４、第５など）原料流が、インタベッド分離装置をバイパスして、第２のリアクタに供給されることができることも認識されたい。この代表的な構成において、第３の原料３９５Ｃは、ＦＣＣユニットからの循環オイルである。この好ましい構成において、第２のリアクタは、インタベッド分離装置の動作における良好な動作柔軟性、および良好なライトエンド回収制御を可能にさせつつ、安定した供給速度で動作する。リアクタ３３０Ｂは、二相（蒸気／液体）または好ましくはトリクル流体領域において動作してよいことも認識されたい。
【００２３】
第２のリアクタ３３０Ｂへの特定の入口温度を維持するために、加熱された流れ３１０Ｂ’および／または３９５Ｃ’の原料温度は、（プラント内の内部流か、またはストリッピングまたは留分部分を使用して）統合された熱源または外部熱源を介して、調整されることができる。原料部分を第２の水素化処理リアクタへ向けることにより、熱均衡と関連付けられる困難を解決するので（例えば、水素流３９０は、熱不均衡を回避するために（例えば、高温水素ストリッピングガスとして）温度制御される必要があろう）、インタベッド分離装置をバイパスする原料部分の原料温度を調整するこの能力は、特に有利である。インタベッド分離装置をバイパスする（例えば、インタベッド分離装置の水素化処理器下流側への直接供給による）第２の原料の量は、また、第１および第２のリアクタ供給原料の相対的な容積速度にも応じるであろう。第１のリアクタ原料に比例して、第２のリアクタ原料の容積速度が増加すると、インタベッド分離装置をバイパスする第２のリアクタ原料のパーセンテージは、一般に増加するであろう。
【００２４】
また更に、（例えば、第２の水素化処理器への直接原料を介して）インタベッド分離装置をバイパスする第２の原料（または代わりに第３の原料）の一部は、予備加熱されるか、または温度制御されてよいことを認識されたい。その結果、第２の原料の一部の温度制御は、比較的広い範囲（例えば＋／−７５°Ｆ）にわたって、第２の水素化処理リアクタの入口温度を制御するために使用されてよいことを認識されたい。従って、インタベッド分離装置をバイパスする第２の原料の一部は、一般的に、第２の原料の全体の容積速度の約２０ｖｏｌ％（またはそれ以下）から約８０ｖｏｌ％（またはそれ以上）の範囲内でよい。しかしながら、最も一般的には、インタベッド分離装置をバイパスする第２の原料の一部の量は、約３５から６５ｖｏｌ％であろう。好ましくは、付加の原料（第３、第４、など）は、（最初に再循環ループに供給される場合か、またはリアクタ入口温度および圧力において測定される場合、（温度および圧力）条件において、もし補給ガスまたは再循環ガスがあるならば、その追加の前に、その露点より低い）少なくとも部分的に液相であろう。従って、想定される構成のうちいくつかにおいて、および特に第２または第３の原料の一部が液相であり、かつ第２の水素化処理リアクタに供給される構成において、第２の水素化処理リアクタは、二相か、または好ましくはトリクル流体領域で動作することを認識されたい。
【００２５】
本発明の主題の好ましい態様において、両方の水素化処理リアクタは、原料内の硫黄含有および／または窒素含有化合物の濃度を減少するのに有効な条件のもと、動作することを更に特に認識されたい。その結果、好ましい構成において、両方の供給原料は、実質的に低沸点生成物に転化されない（すなわち、１０％よりも少なく、より一般的には８％よりも少ない）ことを認識されたい。特に好ましい態様において、第２の供給原料は、ディーゼルを含み、ディーゼルは、水素化処理およびコラム分離の後、５０ｐｐｍより少ない、より好ましくは２５ｐｐｍより少ない、また最も好ましくは１０ｐｐｍより少ない硫黄含有生成物を含有する。
【００２６】
従って想定される構成は、異なる沸点範囲および異なる生成物仕様を有する二つの生成物の生成のために使用されてよい。例えば、ＦＣＣユニットの既存の軽油水素化処理プラント上流側は、高品質の低硫黄ディーゼル燃料を生成するための第２のリアクタ（またはリアクタ部分）を含むよう、比較的低い資本投資で改良されてよい。追加の熱は、ストリッパ予備加熱として使用されるインタベッド分離装置からの生成物を介してシステムを離れるので、このような構成において、既存のヒータ、熱交換器トレイン、およびクーラのための要求される容量増加は、中程度からわずか程度であることを特に認識されたい。
【００２７】
また更に、インタベッド分離装置の周りで第２の供給原料の一部を、（例えば、インタベッド分離装置の水素化処理器下流側へ供給することにより）バイパスするコンセプトは、代替の統合された構成および方法において使用されてもよく、また特に想定される代替の構成は、第１の水素化分解リアクタが、第２の水素化処理リアクタに直列に結合される構成（参照として本明細書に組み込まれる、Ｋａｌｎｅｓによる米国特許第６，３２８，８７９号を参照）を含むことを認識されたい。
【００２８】
また更に、インタベッド分離装置の周りで第２の供給原料の一部をバイパスするコンセプトは、代替の統合された構成および方法に拡大されてもよく、また特に想定される代替の構成は、第１の水素化処理リアクタが、第２の水素化分解リアクタに直列に結合される構成を含むことを認識されたい。
【００２９】
利点のなかでもとりわけ、インタベッド分離装置を通過することなく、第３の原料の液体部分を第２のリアクタへ追加することは、分離装置内の第３の供給原料の高沸点範囲留分を失うことなく、（すなわち、第１の原料と同様な）高沸点範囲物質の処理を可能にするであろう。その上、熱均衡に関連付けられる困難の可能性は、もし完全に避けられなくとも、減少されることができる。
【００３０】
「水素化分解」および「水素化処理」という用語は、リアクタで起こる同じ型の水素化処理を指していないことを、特に認識されたい。本明細書に使用されるように、本明細書で使用される「水素化分解リアクタ」という用語は、炭化水素含有原料が軽質生成物に転化される（すなわち平均分子重量が減少する）リアクタを指しており、「転化」または「転化される」という用語は、新しい原料の特定のパーセンテージが、中間蒸留物、ガソリン、および軽質生成物に変化することを意味する（例えば“Ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”  ｂｙ  Ｊ．  Ｓｃｈｅｒｚｅｒ  ａｎｄ  Ａ．  Ｊ．  Ｇｒｕｉａ；  Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｃｋｅｒ，  Ｉｎｃ．を参照）。従って、想定される水素化分解リアクタは、少なくとも１５％、より一般的には少なくとも３０％、また最も一般的には少なくとも５０％の転化を有するであろう。対照的に、「水素化処理リアクタ」という用語は、（ａ）１５％よりも少ない転化、またより一般的には１０％よりも少ない転化をもたらす条件、および（ｂ）炭化水素含有原料における硫黄および窒素含有化合物からのＨ２Ｓおよび／またはＮＨ３の形成をもたらす条件のもと触媒の存在下で、炭化水素含有原料が水素と反応するリアクタを指している。
【００３１】
第１、第２、および第３の炭化水素系供給原料（２１０Ａ、２１０Ｂおよび３９５Ｃ）に関し、様々な炭化水素系供給原料が、本明細書の使用に適当であると考えられ、特に想定される態様において、第１の炭化水素系供給原料は、軽油、またはディーゼルよりも高い沸点範囲を有するいずれの石油留分を含み、第２の炭化水素系供給原料は、ディーゼルまたは第１の供給原料よりも低い沸点範囲を有するいずれの留分を含むことを、認識されたい。更にまた特に想定される態様において、第３の炭化水素系供給原料は、沸点範囲に関わらずいずれの原料を含んでよい。適切な炭化水素系供給原料は、軽質軽油、重質軽油、直留軽油、脱アスファルト化オイル、灯油、ジェット燃料、上流側ＦＣＣ（流動接触分解）リアクタからの循環オイルなどを含む、原油または部分的に浄化された石油留分を含む。本発明の主題を限定するものではないが、適切な第１および第２の炭化水素系供給原料は、異なる沸点範囲を有することが一般的に好ましく、第１の炭化水素系供給原料は、一般に、第２の沸点範囲よりも（沸点範囲における中間容積沸点から測定して、少なくとも５℃、より一般的には少なくとも１０℃、また最も一般的には少なくとも２５℃）高い沸点範囲を有する。適当な第１および第２の原料は、一般的に少なくとも一つの異なる物理化学的パラメータ（例えば、分子組成、沸点範囲など）を有するであろう。第３の供給原料に加えた第２の供給原料（加えて第４、第５の供給原料など）に、第１の供給原料を加えた設計速度は、一般的に、第１のリアクタへの原料の合計が、第２のリアクタへの原料の合計より大きいようになるであろう。第２のリアクタへの供給速度の合計は、一般的に、標準条件で測定された場合、第１のリアクタへの原料速度の合計の約２５液体ｖｏｌ％（またはそれ以下）から約９０液体ｖｏｌ％（またはそれ以上）の間の範囲内でよい。最も好ましい設計において、第２のリアクタへの速度の合計は、約４０液体ｖｏｌ％から約８０液体ｖｏｌ％の間であろう。
【００３２】
適切なインタベッド分離装置は、特に高温分離装置を含み、このような高温分離装置は、更に、第２の原料の少なくとも一部、およびあるいは一般に水素を含有する蒸気原料を収容するような構成を有し、蒸気原料は、任意であってもなくてもよい。本発明の主題の特に好ましい代替の態様において、水素含有原料の水素の濃度は、実質的に変動してよく、いくつかの構成において水素濃度は、約５０ｖｏｌ％および９５ｖｏｌ％（またはそれ以上）の間でよい一方、水素の濃度は低いか（例えば、１ｖｏｌ％および５０ｖｏｌ％の間）、または実質的にゼロでもよいことが想定される。水素含有原料が、実質的に水素がない（すなわち１ｖｏｌ％より少ない）このような場合、流れが、主にライトエンド物質（すなわち、ガス状構成要素として分離装置を離れる物質）を含むことが好ましい。蒸気原料が、その源から付加の予備加熱なしに供給されることも認識される。一般的に蒸気源は、補給ガスコンプレッサからか、または再循環ガスコンプレッサからのものであろう。インタベッド分離装置への蒸気の温度は、８０°Ｆから３５０°Ｆ、より一般的には１２５°Ｆから３００°Ｆまでの範囲内、また最も一般的には１５０°Ｆから２７５°Ｆまでの範囲内であることが可能である。付加の蒸気の予備加熱は、可能であり、プラント熱効率を改善できることがある程度までのみ有利であるが、付加の資本コストを追加するかもしれない。
【００３３】
適切なインタベッド分離装置は、好ましくは、第１の水素化処理リアクタ内の圧力か、またはその近くの圧力において、および第２の水素化処理リアクタの圧力か、またはそれ以上の圧力において、動作することを特に認識されたい。従って適切なインタベッド分離装置は、一般的に、約５００から２４００ｐｓｉの間において動作するであろう。しかしながら、適切な場合には、圧力は７００ｐｓｉより低くてもよく、特に想定される低圧力は、一般的に７００から４００ｐｓｉの間、またそれ以下であることを認識されたい。同様に、水素化処理条件が許す場合、インタベッド分離装置は、２４００ｐｓｉ以上の圧力で動作してよく、適切な高圧力は、２４００から４０００ｐｓｉの間、またそれ以上の圧力を含む。分離装置における水素（水素は、プラント内で再循環される水素でよい）の比較的高い分圧のため、有効な炭化水素蒸気分圧は、２００ｐｓｉより低く、より一般的には約８０ｐｓｉから１８０ｐｓｉの間の範囲内、また最も一般的には約３０ｐｓｉから１５０ｐｓｉの間の範囲内であることが想定される。
【００３４】
本発明の主題の特に想定される態様において、インタベッド分離装置は、第１の水素化処理リアクタからの水素化された生成物の温度が、第２の原料の少なくとも一部を気化するように、動作することが想定される。従って、特に好ましい構成において、水素化された生成物の少なくとも一部は、ガス状か、または蒸気相であり、第２の原料の少なくとも一部（例えば、少なくとも５０％、より一般的には少なくとも７５％、更により一般的には少なくとも８５％、また最も一般的には少なくとも８０％または１００％）は、第１の原料の熱により気化されるであろう。従って、第２の水素化処理リアクタを動作するために要求されるエネルギーは、第１の水素化処理リアクタの熱および圧力により主に提供されるであろうことを認識されたい。
【００３５】
特定の温度に関し、第１のリアクタは、約６５０°Ｆにおいて好ましくは動作し、インタベッド分離装置は、約６３０°Ｆから約６００°Ｆの間の温度で好ましくは動作し、第２のリアクタは、約６００°Ｆの温度において好ましくは動作するであろうことが想定される。しかしながら、第１および第２のリアクタの特定の原料に応じて、圧力および温度は、適宜に変動してよいことを認識されたい。第２の水素化処理器の温度調整に関し、第２の水素化処理リアクタの温度は、第２の原料の少なくとも一部、または付加の原料を第２のリアクタに供給することにより、調整されてよいことを認識されたい。
【００３６】
その上、第１のリアクタからの生成物（すなわち、第１の原料）は、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化することを認識されたい。その結果、このように生成された蒸気が、（一般的に同じ沸点範囲の）一つまたは両方の原料を含み、このように生成された蒸気が、想定される構成において（一つ以上の触媒床を含んでよい）第２のリアクタへ供給されることが想定される。第２の原料の気化から多少冷却される、インタベッド分離装置の第１の原料からの液体の残りが、付加のストリッパの予備加熱なしに、第１の原料生成物ストリッパへ直接供給されることができることも想定される。原料流におけるストリッパへの中間圧力（インタベッド分離装置の動作圧力とストリッパの圧力よの間に設定される圧力）フラッシュドラムは、圧力を安全に低下させるための手段を提供し、およびストリッパ原料からの溶解した水素を回収するために、含まれてよいことも想定される。インタベッド分離装置の第１の原料からの残りの液体が、第１の原料生成物ストリッパへの途中で、中間圧力フラッシュドラム以外の装置（例えば、熱交換器、ポンプなど）を通過してよいこともまた想定される。
【００３７】
二つの水素化処理リアクタの想定される構成への統合により、想定されるプラントの建設および動作のための経費が、著しく減少されるであろう。例えば、想定される構成における水素再循環コンプレッサのための経費は、二つの独立した再循環コンプレッサのための経費よりも実質的に低いことが想定される。その上、軽質炭化水素留分を分離するよう設計される留分コラムの共通の組（ここではガスプラントとして呼ばれる）が、生成物ストリッパコラムの下流側で使用されることが可能であり、二つの独立したガスプラントよりも実質的に少ない経費で取り付けられることが想定される。本発明の主題のまた別の態様において、第２の水素化処理リアクタを動作するのに要求されるエネルギーは、主に、第１の水素化処理リアクタの熱および圧力により提供されるであろうことを認識されたい。その結果、第２のリアクタのための第２のヒータが除外されてよいことが想定される。
【００３８】
更に、第２の水素化処理リアクタの生成物（ここでは低沸点物質）は、一般的な水素化処理動作条件（温度および圧力）において凝縮できない、軽質炭化水素化合物を吸収する（すなわち、少なくとも部分的に取り除く）のによく適することを認識されたい。再循環ガスからこれらの非水素化合物を取り除くことにより、第１のリアクタ部分への水素の多い再循環ガスを浄化する。再循環ガスから取り除かれる（第２のリアクタからの生成物により吸収される）であろう化合物は、メタン、エタン、プロパン、およびブタンを含む。水素の多い再循環ガスの浄化は、特に不活性のライトエンド化合物を有利に取り除き、また水素分圧を増加し、それにより装置（例えばリアクタ）の寸法、および必要な水素化処理触媒を減少するであろう。
【００３９】
また更なる態様において、第１のリアクタを第２のリアクタに流体結合することにより、第２のリアクタは、軽質の第２の原料を処理するためにのみ設計された、一般的な独立した設計よりも著しく高い圧力で動作し、それにより第２のリアクタのための要求される触媒の量を著しく減らすことを認識されたい。第２のリアクタの触媒量におけるこの減少は、高圧力での第２のリアクタの設計に関連付けられる付加の経費を大いに相殺する。
【００４０】
想定される水素化処理リアクタの寸法および容量は、少なくとも部分的に特定の供給原料に、および水素化プラントの全体の処理量に、一般に応じるであろう。従って、全ての知られている水素化処理リアクタは、ここでの使用に適当であることが想定される。従って、触媒の特性は著しく変動してよい。しかしながら、好ましい水素化処理触媒は、担体（例えばアルミナ押出し）上に分散されるコバルト、モリブデン、および／またはニッケルを含む触媒を含んでよい。
【００４１】
適切な構成は、付加の水素化処理リアクタ（すなわち第３のリアクタ、第４のリアクタなど）および分離装置を含んでよく、既存のまたは前述のリアクタの生成物を収容し、かつ付加のリアクタのための付加の供給原料の少なくとも一つの成分を取り除く分離装置を介し、既存のまたは前述のリアクタに、付加のリアクタのそれぞれが流体結合されることもまた認識されたい。想定される構成における構成要素（例えば、配管、水素化処理リアクタ、コンプレッサ、熱交換器など）に関し、知られている商業上入手可能な全ての構成要素が、使用されてよいことが想定される。その上、想定される構成は、新規なプラントにおいても実現されてよいが、分離装置および第２の水素化処理リアクタが、既存の水素化処理プラントへの改良として統合されることは、特に好ましい。
【００４２】
従って、プラントの動作方法は、第１の水素化処理リアクタ、第２の水素化処理リアクタ、および第１の原料および第２の原料を収容するインタベッド分離装置が提供されるステップを含んでよい。更なるステップにおいて、インタベッド分離装置は、第１および第２の水素化処理リアクタに流体結合される。また更なるステップにおいて、第１の水素化処理された原料は、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化するために使用され、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、また別のステップにおいて、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、残りの第２の原料と混合され、第２の水素化処理リアクタ内に供給される。第１および第２の水素化処理リアクタ、インタベッド分離装置、原料および供給原料、水素化処理された生成物、および水素化処理された生成物に関し、上に記述したものと同じ考察が適用される。
【００４３】
従って、改善された水素化処理の特定の構成および方法が開示される。しかしながら、本発明の趣旨から外れることなく、既に記述したことの他にも多くの修正が可能であることが、当業者にとって明白である。本発明の主題は、従って、請求項の精神において以外に、限定されるものではない。更に明細書および請求項の両方の解釈において、全ての用語は文脈と首尾一貫した、可能な限り広範囲な方法において解釈されたい。特に、「含む」および「含んでいる」という用語は、参照された要素、成分、またはステップが、明確に参照されていない別の要素、成分、またはステップと共に存在するか、利用されるか、または結合されることを示す、非排他的な方法における要素、成分、またはステップの言及として解釈されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術の水素化処理プラントの例示的な構成の概略図である。
【図２】本発明の主題による水素化処理プラントの例示的な構成の概略図である。
【図３】本発明の主題によるインタベッド分離装置に関する流れの概略詳細図である。
【図１】
2005521784.tif 000003
【図２】
2005521784.tif 000004
【図３】
2005521784.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月8日(2002.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の炭化水素系原料および第２の炭化水素系原料を収容するインタベッド分離装置を備えるプラントであって、第１の原料が、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、
第１の炭化水素系原料が、第２の炭化水素系原料より高い沸点範囲を有し、
第１の原料の少なくとも一部が、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部が、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給されるプラント。
【請求項２】
インタベッド分離装置が、少なくとも部分的な気液平衡段階を含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項３】
インタベッド分離装置が、少なくとも二つの気液平衡段階を含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項４】
インタベッド分離装置が、トレイコラムまたはパックコラムである、請求項１に記載のプラント。
【請求項５】
第１の原料が、水素化処理された軽油または流動接触分解リアクタからの循環オイルを含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項６】
第２の原料が、ディーゼルオイルまたは流動接触分解リアクタからの循環オイルを含む、請求項１に記載のプラント。
【請求項７】
インタベッド分離装置が、水素含有流を更に収容する、請求項１に記載のプラント。
【請求項８】
水素含有流が、プラントで再循環される、請求項７に記載のプラント。
【請求項９】
水素含有流の少なくとも一部が、補給水素流である、請求項７に記載のプラント。
【請求項１０】
インタベッド分離装置が、約５００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１に記載のプラント。
【請求項１１】
第２の水素化処理リアクタが、約７００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１０に記載のプラント。
【請求項１２】
第２の原料の少なくとも一部が、第２の水素化処理リアクタに供給される、請求項１に記載のプラント。
【請求項１３】
第３の原料が、第２の水素化処理リアクタに供給される、請求項１に記載のプラント。
【請求項１４】
第２の原料の一部が、インタベッド分離装置をバイパスし、第２の水素化処理リアクタの温度を調整する、請求項１２に記載のプラント。
【請求項１５】
第２の原料の一部が、インタベッド分離装置の水素化処理された第１の原料からの軽い沸点範囲の物質の回収を制御する、請求項１２に記載のプラント。
【請求項１６】
インタベッド分離装置および第２のリアクタが、改良として既存の水素化処理プラントに統合される、請求項１に記載のプラント。
【請求項１７】
第１の水素化処理器が、第１の原料全体を収容し、第２の水素化処理リアクタが、第２の原料全体を収容し、第２の原料全体が、第１の原料全体の２５ｖｏｌ％から９０ｖｏｌ％の間である、請求項１に記載のプラント。
【請求項１８】
第１の水素化処理器が、第１の原料全体を収容し、第２の水素化処理リアクタが、第２の原料全体を収容し、第２の原料全体が、第１の原料全体の４０ｖｏｌ％から８０ｖｏｌ％の間である、請求項１に記載のプラント。
【請求項１９】
水素化処理の方法であって、
第１の水素化処理リアクタ、第２の水素化処理リアクタ、および第１の炭化水素系原料および第２の炭化水素系原料を収容するインタベッド分離装置を提供することを含み、第１の炭化水素系原料が、第２の炭化水素系原料より高い沸点範囲を有し、前記方法がさらに、
インタベッド分離装置を第１および第２の水素化処理リアクタに流体結合することと、
第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化するために第１の原料を使用し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成することと、
予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部を、第２の水素化処理リアクタに供給することとを含む、水素化処理の方法。
【請求項２０】
第１の原料が、軽油沸点範囲の物質を含み、第２の原料が、軽油より低い沸点範囲を有する物質を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
インタベッド分離装置が、約５００ｐｓｉから約２４００ｐｓｉの間の圧力において動作し、第２の水素化処理リアクタが、約７００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
第２の水素化処理リアクタが、第１の水素化処理リアクタで少なくとも部分的に生成された再循環ガスからの構成要素を吸収する生成物を生成する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
第１の炭化水素系原料および第２の炭化水素系原料を収容するインタベッド分離装置を備えるプラントであって、第１の原料が、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、
第１の原料の少なくとも一部が、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給され、
第１の炭化水素系原料が、第２の炭化水素系原料より高い沸点範囲を有し、
第２の原料の少なくとも一部が、第２の水素化処理リアクタに供給される、プラント。
【請求項２４】
第１の炭化水素系原料および第２の炭化水素系原料を収容するインタベッド分離装置を備えるプラントであって、第１の原料が、第２の原料の少なくとも一部を予備加熱および気化し、それにより予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料を生成し、
第１の原料の少なくとも一部が、第１の水素化処理リアクタにより提供され、予備加熱されかつ少なくとも部分的に気化された第２の原料の少なくとも一部は、生成物を生成する第２の水素化処理リアクタに供給され、
第１の炭化水素系原料が、第２の炭化水素系原料より高い沸点範囲を有し、
第３の原料が、第２の水素化処理リアクタに供給される、プラント。
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
第２の水素化処理リアクタが、約７００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉの間の圧力において動作する、請求項１０に記載のプラント。
【国際調査報告】
2005521784.tif 000006
2005521784.tif 000007