(57)【要約】  この発明は、合成中間留分を生成するためのプロセス及びそれらから生成される合成中間留分を含む。一実施形態においては、プロセスは、炭化水素合成生成物を分解して少なくとも軽中間留分、重中間留分及びワックス画分を産生する段階と、ワックス画分を熱分解する段階と、重中間留分を異性化する段階とを含む。合成ディーゼル若しくは構成成分は、軽中間留分の少なくとも一部と、熱分解生成物の少なくとも一部若しくは画分と、異性化生成物の少なくとも一部若しくは画分との混成によって形成される。ある実施形態においては、炭化水素合成生成物及び／又は熱分解生成物は水素化還元処理されるであろう。他の実施形態において合成中間留分は、少なくとも二つの画分、すなわち、１０％以下の分岐炭化水素を含む軽画分と、少なくとも３０％の分岐炭化水素を含む重画分とを有する。
2008506023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ディーゼルを生成するためのプロセスであって、
（Ａ）炭化水素合成反応機へ合成ガスを供給し、合成ガスの少なくとも一部を反応させて、Ｃ５＋の炭化水素を有する炭化水素合成生成物を産生する段階と、
（Ｂ）炭化水素合成生成物を有する炭化水素供給を水素化還元処理して、水素化還元処理済炭化水素ストリームを供給する段階と、
（Ｃ）水素化還元処理済炭化水素ストリームを有する分画機供給ストリームを分画して、軽ディーゼル留分、重ディーゼル留分及びワックス画分を生成する段階と、
（Ｄ）ワックス画分の少なくとも一部を熱分解して、熱分解溶出物を生成する段階と、
（Ｅ）熱分解溶出物の少なくとも一部若しくは画分を水素化還元処理して、水素化還元処理済熱分解生成物を形成する段階と、
（Ｆ）重ディーゼル留分の少なくとも一部を異性化して、異性化重ディーゼル生成物を生成する段階と、
を有するプロセス。
【請求項２】
炭化水素合成反応機がフィッシャートロプシュ反応機を有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
水素化還元処理が約８０℃から約４００℃の間の温度を有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
段階（Ｂ）及び（Ｅ）の水素化還元処理が約８０℃から約２５０℃の間の温度を有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
段階（Ｂ）及び（Ｅ）の水素化還元処理が異なる水素化還元処理機で行われる請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
段階（Ｂ）及び（Ｅ）の水素化還元処理が同一の水素化還元処理機で行われる請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
熱分解溶出物の少なくとも一部若しくは少なくとも一画分を段階（Ｂ）へと再循環させう段階をさらに有する請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
段階（Ｃ）がナフサ留分を更に生成する請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
段階（Ｃ）がジェット燃料を更に生成する請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
ナフサ留分が少なくとも９０パーセントの直鎖炭化水素を有する請求項８に記載のプロセス。
【請求項１１】
軽ディーゼル留分が主にＣ１０−Ｃ１６の炭化水素を有し、重ディーゼル留分が主にＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
軽ディーゼル留分が、約３６０°Ｆ未満の５％沸点と、約５００°Ｆから約５５０°Ｆの間の９５％沸点とによって特徴付けられ、重ディーゼル留分が、約５００°Ｆから５５０°Ｆの間の５％沸点と、約６３０°Ｆより高い９５％沸点とによって特徴付けられる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
熱分解が約３８０℃から約７００℃の間で起こる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
熱分解が約３８０℃から約５５０℃の間で起こる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１５】
重ディーゼル留分の異性化が約１８０℃から約３８０℃の間の温度で起こる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
段階（Ｄ）が、熱分解溶出物を軽熱分解画分及び重熱分解画分へと分画する段階を更に有し、段階（Ｅ）が、前記重熱分解画分を水素化還元処理する段階を有し、さらに、軽熱分解画分がオレフィンを有すると共に水素化還元処理されない請求項１のプロセス。
【請求項１７】
段階（Ｅ）の水素化還元処理済熱分解生成物を分画段階（Ｃ）へと供給する段階をさらに有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
軽ディーゼル留分の少なくとも一部と異性化重ディーゼル生成物の少なくとも一部とを混合することによって合成ディーゼルを形成する段階を更に有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項１９】
合成ディーゼルが、水素化還元処理済熱分解生成物の少なくとも一画分を更に有する請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
合成ディーゼルが、少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素を含むＣ１０−Ｃ１７の炭化水素を有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項２１】
合成ディーゼルが、少なくとも約３０パーセントの異性化炭化水素を含むＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を更に有する請求項１９に記載のプロセス。
【請求項２２】
ディーゼルが、少なくとも約４０パーセントの異性化炭化水素を含むＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を有する請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
ディーゼルを生成するためのプロセスであって、
（Ａ）炭化水素合成反応機へ合成ガスを供給し、合成ガスの少なくとも一部を反応させて、Ｃ５＋の炭化水素を有する炭化水素合成生成物を産生する段階と、
（Ｂ）炭化水素合成生成物を有する分画機供給を提供する段階と、
（Ｃ）分画機内で分画機供給を分離して、少なくとも軽ディーゼル留分、重ディーゼル留分及びワックス画分を生成する段階と、
（Ｄ）ワックス画分の少なくとも一部を熱分解機内で分解して、熱分解溶出物を生成する段階と、
（Ｅ）熱分解溶出物の少なくとも一部若しくは少なくとも一画分を任意に水素化還元処理する段階と、
（Ｆ）軽ディーゼル留分を水素化還元処理して、水素化還元処理済軽ディーゼル留分を生成する段階と、
（Ｇ）重ディーゼル留分を任意に水素化処理する段階と、
（Ｈ）重ディーゼル留分を異性化して、異性化溶出物を生成する段階と、
を有するプロセス。
【請求項２４】
炭化水素合成反応機がフィッシャートロプシュ反応機を有する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２５】
段階（Ｃ）が８０％より多い直鎖炭化水素を有するナフサ留分を更に生成する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２６】
段階（Ｄ）の熱分解溶出物の少なくとも一部を水素化還元処理する段階を更に有する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２７】
軽ディーゼル留分が主にＣ１０−Ｃ１６の炭化水素を有し、重ディーゼル留分が主にＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を有する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２８】
分解が約３８０℃から約７００℃の間で起こる請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２９】
分解が約３８０℃から約５５０℃の間で起こる請求項２３に記載のプロセス。
【請求項３０】
段階（Ｇ）の水素化処理が重ディーゼル留分を水素化還元処理する段階を有する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項３１】
水素化還元処理が約１７０℃から約４００℃の間の温度を有する請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３２】
水素化還元処理が約８０℃から約２５０℃の間の温度を有する請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３３】
重ディーゼル留分の異性化が約１８０℃から約３８０℃の間の温度で起こる請求項２３に記載のプロセス。
【請求項３４】
ディーゼルが、水素化還元処理済軽ディーゼル留分の少なくとも一部と、熱分解溶出物の少なくとも一部若しくは一画分と、異性化溶出物の少なくとも一部若しくは一画分とを混合することによって形成される請求項２３に記載のプロセス。
【請求項３５】
ディーゼルが、ディーゼル中に体積で約２５から約４０パーセントの最も揮発性の高い炭化水素を有する軽画分を有し、前記軽画分が１０％未満の分岐炭化水素を有している請求項２３に記載のプロセス。
【請求項３６】
軽画分が少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を有する請求項３５に記載のプロセス。
【請求項３７】
ディーゼルが、ディーゼル中に体積で約１０から約４０パーセントの最も揮発性の低い炭化水素を有する重画分を有し、前記重画分が少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を有している請求項３５に記載のプロセス。
【請求項３８】
ディーゼルが、約３６０°Ｆ未満の５％沸点と、約４２５°Ｆから４７５°Ｆの９５％沸点によって特徴付けられる軽画分を有し、前記軽画分が少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素を有している請求項２３に記載のプロセス。
【請求項３９】
ディーゼルが、少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を含むＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を有する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項４０】
ディーゼルが、少なくとも約４０パーセントの分岐炭化水素を含むＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を更に有する請求項３９に記載のプロセス。
【請求項４１】
ディーゼルが、約５００°Ｆから５５０°Ｆの間の５％沸点と、約６３０°Ｆより高い９５％沸点とによって特徴付けられる重画分を有し、前記重画分が少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を有している請求項２３に記載のプロセス。
【請求項４２】
およそＣ１０−Ｃ２２の炭化水素を主に有する燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分であって、
約３６０°Ｆ未満の５％沸点と、約５００°Ｆから５５０°Ｆの間の９５％沸点とによって特徴付けられる軽画分と、
約５００°Ｆから５５０°Ｆの間の５％沸点と、６３０°Ｆより高い９５％沸点とによって特徴付けられる重画分と、
の二つの画分を有し、前記軽画分が少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を有し、前記重画分が少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を有する合成中間留分。
【請求項４３】
重画分が少なくとも約４０パーセントの分岐炭化水素を含む請求項４２に記載の合成中間留分。
【請求項４４】
重画分が更に直鎖炭化水素をさらに有する請求項４２に記載の合成中間留分。
【請求項４５】
ディーゼル物質の重画分中の分岐炭化水素が、異性化フィッシャートロプシュ重ディーゼル生成物ストリームの少なくとも一画分によって供給される請求項４４に記載の合成中間留分。
【請求項４６】
前記軽画分が、少なくとも約９５パーセントの直鎖炭化水素を含む請求項４２に記載の合成中間留分。
【請求項４７】
前記軽画分が、約１０パーセント以下の分岐炭化水素を有する請求項４２に記載の合成中間留分。
【請求項４８】
合成中間留分中の直鎖炭化水素が、水素化還元処理済フィッシャートロプシュ合成生成物ストリームの少なくとも一画分によって供給される請求項４２に記載の合成中間留分。
【請求項４９】
合成留分中の直鎖炭化水素が、水素化還元処理及び熱分解されたフィッシャートロプシュ合成ワックス生成物ストリームの少なくとも一画分によって更に供給される請求項４８に記載の合成中間留分。
【請求項５０】
合成中間留分が、流動点、曇り点及び目詰まり点からなる一群より選択される合成中間留分の低温フロー性質の少なくとも一つを改善するために、十分な量の重画分を有する請求項４２に記載の合成中間留分。
【請求項５１】
最軽量炭化水素から最重量炭化水素までの様々な沸点の炭化水素を有する燃料若しくは合成燃料としての使用に適した合成中間留分であって、
合成中間留分が少なくとも第１沸点範囲と第２沸点範囲を有し、
第１沸点範囲は、合成中間留分中に体積で約６０パーセントまでの最軽量炭化水素を有し、更に少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素を有し、
第２沸点範囲は、合成中間留分中に体積で約４０パーセントまでの最重量炭化水素を有し、更に少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を有する合成中間留分。
【請求項５２】
第２沸点範囲が、少なくとも約４０パーセントの分岐炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項５３】
第１沸点範囲が、約３６０°Ｆ未満の５％沸点と、約４２５°Ｆから約４７５°Ｆの間の９５％沸点とによって特徴付けられる請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項５４】
第２沸点範囲が、約５２５°Ｆから約５７５°Ｆの間の５％沸点と、約６３０°Ｆより高い９５％沸点とによって特徴付けられる請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項５５】
合成中間留分がディーゼル燃料である請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項５６】
合成中間留分が、約３４０°Ｆから約３６０°Ｆの間の５％沸点と、約６２０°Ｆから約６４０°Ｆの間の９５％沸点とによって特徴付けられるディーゼル燃料である請求項５５に記載の合成中間留分。
【請求項５７】
合成中間留分がジェット燃料である請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項５８】
合成中間留分が、約２５０°Ｆの初留点と、約４７５°Ｆから約５５０°Ｆの間の終点とによって特徴付けられるジェット燃料である請求項５７に記載の合成中間留分。
【請求項５９】
第２沸点範囲が、少なくとも約５０パーセントの分岐炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６０】
第２沸点範囲が、少なくとも約７０パーセントの分岐炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６１】
第２沸点範囲が、少なくとも約８０パーセントの分岐炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６２】
第２沸点範囲が、合成中間留分中に最高で３５％の最重量炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６３】
第１沸点範囲が、少なくとも約８５パーセントの直鎖炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６４】
第１沸点範囲が、少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６５】
第１沸点範囲が、合成中間留分中に体積で最高で約５０パーセントの最重量炭化水素を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６６】
直鎖炭化水素が主に直鎖アルカンを有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６７】
分岐炭化水素が主に分岐アルカンを有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６８】
合成中間留分が約４０°Ｆより低い曇り点を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【請求項６９】
合成中間留分が約３０°Ｆより低い曇り点を有する請求項５１に記載の合成中間留分。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、フィッシャートロプシュ合成による炭化水素生成の分野に関し、さらに具体的には、フィッシャートロプシュワックスの熱分解及びフィッシャートロプシュ重中間留分の異性化による合成中間留分の生成の分野に関連する。
【０００２】
発明の背景
地中の埋蔵物中から見つかる天然ガスは、豊富なエネルギー資源である。例えば天然ガスは、とりわけ暖房、料理及び発電用燃料として一般に役立つ。地面の累層から天然ガスを得る段階は、一般に累層へと井戸を掘削することを含む。天然ガスを供給する油井は、天然ガスの消費に対する需要がある場所からしばしば離れている。
【０００３】
従って天然ガスは、慣習的に油源から商業的な目的地への長い距離をパイプラインの中を通って輸送される。大部分が気体によって占められているせいで、この輸送には技術的な課題がある。気体の体積は、同数の気体分子を含む液体の体積より非常に巨大であるため、天然ガスを輸送する段階はそれを液化するために天然ガスを凍結及び／又は加圧することを一般に含む。しかしながら、これは天然ガスの最終的な価格に影響を与え、天然ガスを少量含有する累層に対しては経済的でない。
【０００４】
少量の天然ガスを有する累層は主に石油を含んでおり、石油生成の副産物であるが故に付随ガス（associated gas）と名付けられた天然ガスを伴うであろう。過去においては、付随ガスは一般に燃焼、すなわち外気中で燃やされてきた。しかしながら、現在の環境問題や規制がこの行為を躊躇させ、若しくは禁止している。
【０００５】
さらに、ガソリンや（ケロシン、ディーゼル燃料及び家庭暖房用油といった）中間留分のような液体燃料として使用される原油を自然に生じる源泉は減少しつつあり、数年後には供給が需要を満たさなくなると予測されている。中間留分は一般に、暖房用油、ジェット燃料、ディーゼル燃料及びケロシンを含む。通常の大気条件下で液体である燃料は、エネルギー、設備及び液化に必要な費用を必要としないことに起因して、その価値に加えて、天然ガスよりパイプライン中をより容易に輸送することができるという利点を有する。
【０００６】
それ故、上述した全ての理由のために、天然ガスをよりたやすく輸送できる液体燃料、すなわち通常の温度と圧力で液体である燃料へと変換するための技術の開発に関心が持たれてきた。天然ガスを液体燃料へと変換するための一つの方法は、二つの順次的な化学変換を含む。第一の変換において、天然ガスまたは天然ガスの主要な化学成分であるメタンは、一酸化炭素ガスと水素ガスの混合物である合成ガス（syngas）を形成するために、酸素と反応される。フィッシャートロプシュ処理として知られる第二の変換においては、一酸化炭素と水素は炭素と水素を含む有機分子の混合物へと変換される。炭素と水素のみを含むそれらの有機分子は、炭化水素として知られている。さらにフィッシャートロプシュ処理の間に、炭素と水素に加えて酸素を含む他の有機分子である含酸素化合物が生成されるであろう。直鎖中に結合された炭素を有する炭化水素は、脂肪族炭化水素であり、パラフィン及び／又はオレフィンを含むであろう。パラフィンは合成ディーゼル燃料の原料として特に所望される。
【０００７】
一般にフィッシャートロプシュ生成物ストリームは、様々な数の炭素原子を有し、そのために様々な分子量を有する炭化水素を含む。それ故、天然ガスの変換によって生成されたフィッシャートロプシュ生成物は、一般に気体、液体及びワックスを含む様々な炭化水素を含む。生成物の分子量の分散に依存して、様々なフィッシャートロプシュ生成物の混合物は観念的には様々な使用に適合する。例えば、液体を含むフィッシャートロプシュ生成物の混合物は、（ケロシン、ディーゼル燃料のような）中間留分と同様にガソリンを得るために処理されるであろう。炭化水素ワックスは、液体及び／又は気体の炭化水素へと変換するための追加の処理段階に用いられるであろう。このように、燃料へと加工するためのフィッシャートロプシュ生成物ストリームの生成においては、液体及びワックスであって気体でない炭化水素（例えばＣ５＋の炭化水素）を主に得ることが望ましい。
【０００８】
高品質のディーゼルは、フィッシャートロプシュ処理による望ましい生成物である。高品質のディーゼルは一般に、フィッシャートロプシュワックスの水素化分解及び、フィッシャートロプシュ処理において直接生成されるディーゼル範囲の成分と水素化分解生成物の混合によって調製される。水素化分解反応は、通常パラフィンの水素異性化が直後に行われ、該水素異性化は一般に改善された低温フローの性質を有するディーゼルを生成する。しかしながら欠点には、ディーゼルのセタン価の低下が含まれる。更なる欠点には、水素化分解反応に用いられる触媒に伴う費用が含まれる。
【０００９】
それ故に、フィッシャートロプシュ処理における、改善された低温フローの性質とセタン価を有するディーゼル生成物に対するニーズがある。更なる要望には、フィッシャートロプシュ処理におけるディーゼル生成物の費用を削減することが含まれる。
【特許文献１】米国特許第4,579,986号明細書
【特許文献２】米国特許第4,042,488号明細書
【特許文献３】米国特許第6,703,535号明細書
【特許文献４】米国特許第5,282,958号明細書
【特許文献５】米国特許第5,135,638号明細書
【特許文献６】米国特許第5,246,566号明細書
【特許文献７】米国特許第5,082,986号明細書
【特許文献８】米国特許第5,723,716号明細書
【特許文献９】米国特許第5,049,536号明細書
【特許文献１０】米国特許第4,943,672号明細書
【特許文献１１】欧州特許第0582347号明細書
【特許文献１２】欧州特許第0668342号明細書
【特許文献１３】国際公開公報第96/26993号明細書
【特許文献１４】国際公開公報第96/13563号明細書
【非特許文献１】「CRC Handbook of Chemistry and Physics」８２版、２００１−２００２
【発明の開示】
【００１０】
いくつかの好適な実施形態の簡潔な概要
技術的なこれら及び他の要望は、ある実施形態において合成ディーゼルを生成するためのプロセスによって解決される。そのプロセスは、合成ガスを炭化水素合成反応機へ供給し、合成ガスの少なくとも一部をそこで反応させて、Ｃ５＋の炭化水素を含む炭化水素合成生成物を産生する段階と、炭化水素合成生成物を含む炭化水素供給を水素化還元処理して、水素化還元処理（hydrotreated）された炭化水素ストリームを形成する段階とを含む。そのプロセスはさらに、水素化還元処理された炭化水素ストリームを含む分画機供給ストリームを分画して、少なくとも軽中間留分、重中間留分及びワックス画分を生成する段階と、ワックス画分の少なくとも一部を熱分解して、熱分解溶出物を生成する段階とを含む。加えて、そのプロセスは、熱分解溶出物の少なくとも一部若しくは一画分を水素化還元処理して、水素化還元処理済熱分解生成物を形成する段階と、重中間留分の少なくとも一部を異性化して、異性化重中間留分生成物を生成する段階とを更に含む。好適な実施形態においては、軽中間留分は軽ディーゼル留分であり、重中間留分は重ディーゼル留分である。
【００１１】
他の実施形態において、発明はディーゼルを生成するためのプロセスを含む。そのプロセスは、合成ガスを炭化水素合成反応機へ供給し、合成ガスの少なくとも一部をそこで反応させて、Ｃ５＋の炭化水素を含む炭化水素合成生成物を産生する段階を含む。そのプロセスは更に、炭化水素合成生成物を含む分画機を供給して、分画機において分画機供給を分離し、少なくとも軽ディーゼル留分、重ディーゼル留分及びワックス画分を生成する段階を含む。加えてそのプロセスは、ワックス画分の少なくとも一部を熱分解機において分解して、熱分解溶出物を生成する段階と、任意に熱分解溶出物の少なくとも一部若しくは少なくとも一画分を水素化還元処理する段階とを含む。さらにそのプロセスは、軽ディーゼル留分を水素化還元処理して、水素化還元処理済軽ディーゼル留分を生成する段階と、任意に、重ディーゼル留分を水素化処理（hydroprocessing）する段階とを含む。その上そのプロセスは、重ディーゼル留分を異性化して、異性化した溶出物を生成する段階を含む。
【００１２】
他の実施形態においては、炭化水素合成反応機はフィッシャートロプシュ反応機を含む。さらなる実施形態は、水素化還元処理段階を伴う水素化処理を含む。
【００１３】
第三の発明の実施形態は、液体燃料若しくは混合燃料としての使用に適したおよそＣ１０−Ｃ２２の炭化水素を主に含む合成中間留分を有する。前記合成中間留分は少なくとも二つの画分、すなわち、軽画分及び重画分を有する。軽画分は、約３６０°Ｆ（１８２℃）未満の５％沸点及び約５００°Ｆ（２６０℃）と５５０°Ｆ（２８８℃）との間の９５％沸点によって特徴付けられ、少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を含む。重画分は、約５００°Ｆ（２６０℃）と５５０°Ｆ（２８８℃）との間の５％沸点及び約６３０°Ｆ（３３２℃）より高い９５％沸点によって特徴付けられ、少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を含む。
【００１４】
本発明の更なる実施形態には、燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分が含まれる。合成中間留分は少なくとも二つの画分、すなわち、軽炭化水素画分及び重炭化水素画分を含む。軽炭化水素画分は、合成中間留分中に体積で約２５から約４０パーセントの間の最も揮発性の高い炭化水素を含み、１０パーセント未満の分岐炭化水素を含む。重炭化水素画分は、合成中間留分中に体積で約１０から約４０パーセントの間の最も揮発性の低い炭化水素を含み、少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を含む。
【００１５】
更なる実施形態は、最軽量炭化水素から最重量炭化水素までの様々な沸点の炭化水素を含む燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分を含む。ある実施形態においては、合成中間留分は少なくとも第一の沸点範囲及び第二の沸点範囲を有する。加えて留分は第一の沸点範囲を有し、その第一の沸点範囲は、合成中間留分中に体積で最大約６０パーセントの最軽量炭化水素を含み、さらに少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素を含む。留分は更に第二の沸点範囲を有し、その第二の沸点範囲は、合成中間留分中に体積で最大約４０パーセントの最重量炭化水素を含み、更に少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を含む。
【００１６】
それ故に本発明の技術的な利点には、分画機から得られる重沈殿物（heavy bottoms）（ワックス）を熱分解すること及び、改善された中間留分生成物（特にディーゼル燃料、及び／又はジェット燃料）を生成するために、分画機から得られる重中間留分を異性化することが含まれ、その結果、セタン価の低下を伴う問題を克服できる。更なる利点には、ディーゼル燃料が改良された低温フローの性質とセタン価を有することが含まれる。付随的な利点には、フィッシャートロプシュ合成からディーゼル燃料及び／又はジェット燃料を生産するための費用の削減が含まれる。
【００１７】
開示された装置と方法は、従来技術の装置の欠点を克服することができる特徴と利点の組合せを含む。他の特徴と同様に上述の様々な性質は、以下の詳細な説明を読むこと及び、添付の図を参照することによって当業者に容易に理解されるであろう。
【００１８】
発明の好適な実施形態の詳細な説明のために、添付の図面が参照される。
【００１９】
表記法、命名法及び定義
特定の用語が、以下の説明及び請求項全体に渡って特定のシステム要素に言及するために用いられる。当業者が理解するように、個人や会社は異なった名称で要素を指し示すであろう。この書類は、名称は異なるが機能は異ならない要素を区別することを意図しない。ここで用いられる用語は、それらの慣習的及び通常の意味を有することを意図している。開示は、用語の一般的な意味のいずれの部分をも放棄するように解釈されるべきではない。むしろ特別に他の記述がない限り、ここで開示される定義若しくは説明は、用語若しくは言い回しの通常及び慣習的な意味の範囲に補完、すなわち加えること、を意図する。
【００２０】
本開示中で用いられる場合、“Ｃｎ”の炭化水素は、“ｎ”個の炭素原子を有する炭化水素を表す。同様に、“Ｃｎ＋”の炭化水素または“Ｃｎ＋”の炭化水素質化合物は、少なくとも“ｎ”個の炭素原子を有する炭化水素若しくは炭化水素質化合物を表す。“Ｃｎ−の炭化水素”または“Ｃｎ−”の炭化水素質化合物は、“ｎ”個未満の炭素原子を有する炭化水素または炭化水素質化合物を表す。
【００２１】
“ヘテロ原子化合物”は、炭素と水素だけではなく、窒素、硫黄及び／又は酸素のような他の原子も含む有機化合物である。（例えば、酸素、硫黄及び窒素それぞれのような）非炭素及び非水素原子が“ヘテロ原子”である。酸素原子を含むヘテロ原子化合物の例は、アルコール、アルデヒドまたはケトンである。窒素原子を含むヘテロ原子化合物の例は、アミンである。例えば、アセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）及びジプロピルアミン（（Ｃ３Ｈ７）２ＮＨ）はヘテロ原子化合物である。
【００２２】
本開示中で用いられる場合、“水素化処理”は有機物ストリームを水素で処理することを意味する。
【００２３】
本開示中で用いられる場合、“水素化還元処理”は通常、二重結合の飽和及びヘテロ原子化合物からヘテロ原子（酸素、硫黄、窒素）の除去を指す。“水素化還元処理”することは、炭化水素ストリーム中の分子の炭素骨格にいかなる実質的な変化も与えることなく、炭化水素ストリームを水素で処理することを指す。例えば、α位に不飽和Ｃ＝Ｃ結合を有するアルケンを主に含む炭化水素ストリームを水素化還元処理することは、対応するアルカンを主に含む炭化水素ストリームを得るであろう（例えばα−ペンテンの水素化還元処理であれば、以下の反応が起こる：Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ３＋Ｈ２→ＣＨ３−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ３）。
【００２４】
本開示中で用いられる場合、“水素異性化”は、炭化水素の少なくとも一部をより分岐した炭化水素へと変換することを意味する。水素異性化の例には、直鎖パラフィンのイソパラフィンへの変換が含まれる。水素異性化の他の例には、一分岐パラフィンの二分岐パラフィンへの変換が含まれる。
【００２５】
本開示中で用いられる場合、“熱分解”は通常、触媒を用いることなく熱を加えることによって、高分子量物質の低分子量物質への分解を指す。一般に、熱分解段階中には骨格の異性化はほとんどない。
【００２６】
本開示中で用いられる場合、“水素化分解”は通常、水素ガス存在下及び、一般には触媒存在下における高分子量物質の低分子量物質への分解を指す。“水素化分解”することは、二つの小さな有機分子を形成するために、水素を有する有機分子を結果物たる分子断片へと分割することを意味する（例えばｎ−デカンの水素化分解の場合、模範的な反応を以下に示す：Ｃ１０Ｈ２２＋Ｈ２→Ｃ４Ｈ１０と骨格異性体＋Ｃ６Ｈ１４と骨格異性体）。水素化分解の触媒は水素異性化において活性状態であろうから、水素化分解段階中にいくらかの骨格異性化が起こるであろうし、それ故に小さな炭化水素の異性体が形成されるであろう。
【００２７】
本開示中で用いられる場合、“ディーゼル”は、ディーゼルの範囲に収まる部分を少なくとも有する全ての炭化水素区分である。本出願中のディーゼルの範囲は、約３００°Ｆから約７５０°Ｆ（約１５０℃から約４００℃）の範囲、好ましくは約３５０°Ｆから約６５０°Ｆ（約１７０℃から約３５０℃）の範囲において沸騰する炭化水素を含む。ディーゼル燃料はディーゼル燃料の範囲以上若しくは以下で沸騰する炭化水素を含むであろうし、そのような付随的な炭化水素は、ジェット燃料が所望されるディーゼル燃料規格を満たせるようにできることを限度とする。
【００２８】
本開示中で用いられる場合、“ジェット燃料”は、ジェット燃料の範囲に収まる部分を少なくとも有する全ての炭化水素区分である。ジェット燃料の範囲は、約２５０°Ｆから約５５０°Ｆ（約１２０℃から約２９０℃）の範囲、好ましくは約２５０°Ｆから約５００°Ｆ（約１２０℃から約２６０℃）の範囲において沸騰する炭化水素を含む。ジェット燃料はジェット燃料の範囲以上若しくは以下で沸騰する炭化水素を含むであろうし、そのような付随的な炭化水素は、ジェット燃料が所望されるジェット燃料規格を満たせるようにできることを限度とする。
【００２９】
本開示中で用いられる場合、“中間留分”は、ＡＳＴＭ  Ｄ８６の標準分留試験において３７１°Ｆ（１８８℃）と７００°Ｆ（３７１℃）の間に収まる５０パーセント沸点を有する炭化水素ストリームを意味する。中間留分はケロシン、ジェット燃料、ディーゼル燃料、火炉用油、家庭用暖房油、レンジ用油、ストーブ用油、ディーゼル油、蒸留暖房油、エンジン留分及び第１、第２及び第３燃料油として商業的に知られる生成物を含む。
【００３０】
本開示中で用いられる場合、“ナフサ”の用語は、本開示中で使われた時に骨格中に約Ｃ５から約Ｃ９間の炭素原子を有する液体生成物を指し、一般にディーゼルの沸点範囲より低い沸点範囲を有するであろうが、沸点範囲の上限はディーゼルの初留点の上限と重複するであろう。
【００３１】
本開示中で用いられる場合、“ワックス”の用語は、本開示中で使われた時に合成炭化水素ワックスを指し、一般にフィッシャートロプシュ由来の生成物から得られる最高沸騰画分または、最高沸騰画分の一つとして得られる。合成炭化水素ワックスはほとんどの場合、室温で固体である。本開示の目的のため、合成炭化水素ワックスは、一般に６５０°Ｆ（３４３℃）より高い沸点を有するＣ２０＋の炭化水素質化合物を重量で少なくとも約２０％、好ましくはＣ２０＋の炭化水素質化合物を重量で少なくとも４０％、更に好ましくはＣ２０＋の炭化水素質化合物を重量で少なくとも６０％、最も好ましくはＣ２０＋の炭化水素質化合物を重量で少なくとも８０％含む。合成炭化水素ワックスは、フィッシャートロプシュ処理由来のワックス生成物を好ましく含む。
【００３２】
本開示中で用いられる場合、一般に中間留分の沸点範囲より高い沸点範囲を有するとともに７００°Ｆ（３７１℃）以上の沸点を有するいくらかのワックス状の炭化水素を含む炭化水素ストリーム若しくは画分の沸点範囲の分散及び特定の沸点は、通常、他の記述がない限り、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）Ｄ２８８７“ＧＣによる石油画分の沸点範囲の分散”のシムディス法（SimDis method）によって決定される。この試験方法によって測定される場合、試験方法ＡＳＴＭ  Ｄ２８８７は大気圧で５３８℃（１０００°Ｆ）以下の終点（finalboiling point）を有する画分に適用できる。この試験方法は、５５℃（１００°Ｆ）より高い沸点範囲を有し、外気温でのサンプリングを許容できるだけの十分に低い蒸気圧を有する標品に限定される。ＡＳＴＭ  Ｄ２８８７法は通常、約５から４４間の炭素原子数を有するｎ−パラフィンの沸点範囲をカバーする。更に当業者によって、炭化水素の特定の組合せの画分若しくはストリームは、特定の特性を表すであろうことが理解されるべきである。特性は、本開示中で沸点範囲によって定義されるのと同様に定義されるであろう。他の性質は、例えば炭素数、異性化度などが本開示中で考証されるように、特定の画分の特性とは区別される。
【００３３】
本開示中で用いられる場合、７００°Ｆ（３７１℃）以上の沸点を有するワックス状の炭化水素を一般にほぼ含まない中間留分（例えばディーゼル、ケロシン、ジェット燃料、ガス油、暖房用油など）の沸点範囲中の炭化水素ストリーム若しくは画分の沸点範囲の分散及び特定の沸点は、他の記述がない限り、ＡＳＴＭ  Ｄ  ８６の標準分留方法“大気圧における石油生成物の分留のための標準試験方法”によって通常は決定される。
【００３４】
本開示中で用いられる場合、ストリームの“部分”は前記ストリームの分割ストリーム（split-stream）を表すため、部分とストリームの組成は実質的に同じである。
【００３５】
本開示中で用いられる場合、ストリームの“画分”は、前記ストリームの分留または分画による分離から結果として生じるため、画分及びストリームの組成は実質的に異なる。
【００３６】
例えばＣ４−Ｃ８やＣ４−Ｃ１１のような明確な炭素数の分離を有する炭化水素を含む画分の生成は、不可能ではないとしても、一般に非常に困難であり、費用がかかることが当業者によって理解されるはずである。特に工業施設においては、特定の炭素数または温度の分離を標的とした分留処理は、様々な原因によって画分内へと混入する、標的以上または以下の少量の物質を含むであろうことが実態である。例えば、“ディーゼル”の二つの画分が全く同じであることはないが、それにもかかわらず“ディーゼル”として名付けられ、売られている。それ故に、これらの明確に特定された画分または留分は少量の他の物質を含むであろう。標的範囲外の量は一般に、どれだけの時間と費用を使用者が費やそうとするか、及び／又は利用できる分画技術または設備の種類の制限によって、決定されるであろう。
【００３７】
さらに、例えば“分画された”、“分留された”及び“分離された”のように単語が交換可能に用いられる場合、本開示中で個別に交換可能に用いられる用語の全てのグループは、それぞれの通常の意味よりも広い意味を有することができ、一つが交換可能な各用語の全ての範囲を取り入れることを意図する。このように、その他に特別に記述されていない限り、本開示中において用語の範囲の放棄や否定として解釈されるべきものは無い。
【００３８】
好適な実施形態の詳細な説明
図１は、炭化水素合成反応機１０、水素化還元処理ユニット１５、分画機２０、熱分解機２５及び異性化反応機３０を有する炭化水素生成プロセス５を図示する。
【００３９】
炭化水素生成プロセス５は、ディーゼル生成物３５を生成する。ディーゼル生成物３５は、主にＣ１０−Ｃ２３の炭化水素からなるディーゼルを含む。好ましくは、ディーゼル生成物３５は主にＣ１０−Ｃ２３の炭化水素、更に好ましくは、主にＣ１０−Ｃ２２の炭化水素を含む。Ｃ１０−Ｃ２３またはＣ１０−Ｃ２２の炭化水素は、任意の適当量で存在するであろう直鎖及び分岐の炭化水素も好ましく含む。好ましくは、Ｃ１０−Ｃ１６（またはＣ１０−Ｃ１７）の炭化水素が少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素、より好ましくは少なくとも約９０％の直鎖炭化水素を含む。その上より好ましくは、Ｃ１０−Ｃ１６（またはＣ１０−Ｃ１７）の炭化水素は更に１０％以下の分岐炭化水素を含む。他の実施形態においては、Ｃ１０−Ｃ１６（またはＣ１０−Ｃ１７）の炭化水素は、最低でも約８０パーセントの直鎖パラフィンを含む。更に他の実施形態においては、Ｃ１０−Ｃ１６（またはＣ１０−Ｃ１７）の炭化水素が、少なくとも約９０パーセントの直鎖パラフィンを含む。Ｃ１０−Ｃ１６（またはＣ１０−Ｃ１７）の炭化水素は、約３６０°Ｆ（１８２℃）未満の５％沸点及び約５００°Ｆ（２６０℃）から５５０°Ｆ（２８８℃）の間の９５％沸点に特徴を有するであろう。好ましくは、Ｃ１７−Ｃ２３（またはＣ１７−Ｃ２２）の炭化水素は少なくとも約３０パーセントの異性化（または分岐）炭化水素、より好ましくは、最低でも約４０パーセントの異性化（または分岐）炭化水素を含む。代替の実施形態においては、Ｃ１７−Ｃ２３（またはＣ１７−Ｃ２２）の炭化水素はさらに直鎖炭化水素を含む。更なる代替の実施形態においては、Ｃ１７−Ｃ２３（またはＣ１７−Ｃ２２）の炭化水素は更に直鎖パラフィンを含む。Ｃ１７−Ｃ２３（またはＣ１７−Ｃ２２）の炭化水素は、約５００°Ｆ（２６０℃）から５５０°Ｆ（２８８℃）の間の５％沸点及び約６３０°Ｆ（３３２℃）より高い９５％沸点に特徴を有するであろう。
【００４０】
以下は、図１に図示されるように本発明の例示的な利用について説明する。合成ガス供給４０は、炭化水素合成反応機１０へと供給される。合成ガス供給４０は、水素または水素源及び一酸化炭素を含む。合成ガス供給４０のように炭化水素への変換に適した合成ガス源は、メタンや天然ガス中に含まれる炭化水素のような軽量の炭化水素から、水蒸気改質、自動熱改質、乾燥改質、改良型ガス加熱改質、部分酸化、触媒部分酸化、それらの組合せ若しくは技術的に知られている他の処理によって得ることができる。また、合成ガス源は気体化によってバイオマスから及び／又はコールから得ることもできる。加えて合成ガス供給４０は、ここに示される若しくは他のフィッシャートロプシュ反応機または処理から再利用される排気を含むことができる。好適な実施形態によると、部分酸化、及び特に触媒部分酸化は、合成ガス生成反応の少なくとも一部を担うことができる。合成ガス源は、主に水素と一酸化炭素を含むであろうが、蒸気、窒素、二酸化炭素、アンモニア、シアン化水素、メタン、他の軽量の炭化水素及び／又は酸素を含む多くの他の微量成分が存在するであろう。合成ガス源はそのままで用いられるか、合成ガス供給４０を形成するために処理されるであろう。このように合成ガス供給４０は、炭化水素合成の触媒反応に対して、不活性化する若しくは中毒化する効果のような有害な効果を有する成分や要素を低濃度でのみ含むべきである。例えば合成ガス源は、合成ガス４０が低濃度の硫化水素、シアン化水素、アンモニア及び硫化カルボニルのような硫黄または窒素化合物を含むことを保証するために、前処理をする必要があるであろう。
【００４１】
炭化水素合成反応機１０は、炭化水素が合成ガスから生成されるいかなる反応機をも含む。炭化水素合成反応機１０は、好ましくはフィッシャートロプシュ合成を含み、更に好ましくは、それは少なくとも一つのフィッシャートロプシュ反応機を含む。あるフィッシャートロプシュ触媒は、ＣＯ２と水素を生成するために、いくらかのＣＯを水と反応させるための十分な水性ガスシフト活性を有するものの、好ましくは、水素は遊離型水素によって供給される。生成された水素はフィッシャートロプシュ合成中で反応されるであろう。合成ガス供給４０中の水素と一酸化炭素のモル比（Ｈ２：ＣＯ）は、（例えば約０．６７から約２．５のように）０．５：１より大きいことが望ましい。コバルト、鉄、ニッケル及び／又はルテニウムの触媒を使う時は、好ましくは、合成ガス供給４０は水素と一酸化炭素をモル比Ｈ２：ＣＯで約１．４：１から約２．３：１で、更に好ましくは、約１．７：１から２．２：１で含む。合成ガス供給４０は二酸化炭素も含むであろう。
【００４２】
合成ガス供給４０は、反応領域で触媒と接触する。従来設計の機械装置は、例えば数ある中でも、固定化床、液化床、スラリー泡立てカラム、スラリーフェーズ（slurry phase）、スラリー床または沸騰床反応機を含む反応領域として採用されているであろう。従って、触媒粒の好適な大きさと物理的な形状は、それらが用いられる反応機に依存して変化するであろう。
【００４３】
好適な実施形態において、炭化水素合成反応機１０は炭化水素合成触媒を有する。炭化水素合成触媒は、好ましくはフィッシャートロプシュ触媒である。フィッシャートロプシュ触媒は、技術的に良く知られており、任意にプロモータ（promoter）及び／又は支持構造を伴う触媒活性のある金属を一般に含む。フィッシャートロプシュ触媒に属する最も一般的な触媒金属は、コバルト、ニッケル、ルテニウム、鉄またはそれらの混合物のように周期表（例えば”CRCHandbook of Chemistry and Physics”の８２版２００１−２００２にあるような以前のＩＵＰＡＣ表記法）の第８族金属から選択される。フィッシャートロプシュ触媒に使用される好適な金属は、コバルト、鉄及び／又はルテニウムであるが、本発明はこれらの金属またはフィッシャートロプシュ反応に限定するものではない。プロモータ及び支持物質は、本発明に必須ではなく、仮にそうであるとしても、技術的に知られ使用されているいかなる組成をも含むであろう。フィッシャートロプシュ合成に適したプロモータは、周期表の第１Ａ族（例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム）、第７Ａ族（例えば、マンガン、レニウム）、第８族（例えば、ルテニウム、プラチナ、パラジウム）、第１Ｂ族（例えば、銅、銀）及び第３Ｂ族（例えば、ホウ素）から少なくとも一つの元素を含むであろう。触媒金属がコバルトである場合、好適なプロモータにはルテニウム（Ｒｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）、ホウ素（Ｂ）、銀（Ａｇ）若しくはそれらの二つ以上の任意の組合せが含まれる。触媒金属が鉄である場合、好適なプロモータにはリチウム（Ｌｉ）、銅（Ｃｕ）、カリウム（Ｋ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ナトリウム（Ｎａ）若しくはそれらの二つ以上の任意の組合せが含まれる。触媒金属がルテニウムである場合、好適なプロモータにはレニウム（Ｒｅ）が含まれる。適切な支持物質は、触媒混合物中で用いられる場合、無機酸化物支持材、たとえば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア若しくはそれらの二つ以上の任意の組合せ物、たとえば、シリカアルミナ（silica-alumina）を含む。ある好適な実施形態においては、これらの無機酸化物支持材は、構造プロモータまたは固定材、若しくは化学修飾剤またはドーパント（dopant）の使用によって、安定化、ドープ処理（doped）若しくは修飾され、それらから作られる支持材及び触媒に水素化熱耐性及び／又は耐磨耗性が付与される。
【００４４】
好適な実施形態においては、炭化水素合成反応機１０はフィッシャートロプシュ反応機を有する。炭化水素合成プロセスは一つ以上の炭化水素合成反応機１０を含むであろう。一つより多い反応機１０が使用される場合、複数の反応機１０は直列及び／又は平行に操作されることができる。フィッシャートロプシュ反応機１０は、一般に連続的態様で作動される。この態様においては、反応領域を通るガス時間空間速度（gas hourly space velocity）は、約５０から約１００００hr-1、好ましくは約３００hr-1から約２０００hr-1の範囲内であろう。ガス時間空間速度は、反応領域の体積あたり且つ時間あたりのガス反応物の体積として定義され、反応ガスの体積は好ましくは標準状態の気圧（１０１ｋＰａ）及び温度（０℃）であり、更に反応領域の体積は反応容器の容積の部分によって定義される。前記反応容器は、反応が起こり、反応物、生成物及び／又は非反応性ガス（不活性物）を含む気相と、液状／ワックス状の生成物及び／又は他の液体を含む液相と、触媒を含む固相とによって占められる。好適な実施形態においては、反応領域はスラリーを含む。スラリーはフィッシャートロプシュ生成物を一般に含む液体中に分散した触媒粒を含む。前記触媒の分散は、液中でのガス反応体のあわ立ちを含む気体によって影響を受ける。反応領域の温度は、一般に約１６０℃から約３００℃の範囲内にある。好ましくは、反応領域は変換促進条件で約１９０℃から約２６０℃、好ましくは約２０５℃から約２３０℃の温度で操作される。反応領域の圧力は、一般に約８０psia（５５２kPa）から約１０００psia（６８９５kPa）、より好ましくは約８０psia（５５２kPa）から約８００psia（５５１５kPa）、更により好ましくは、約１４０psia（９６５kPa）から約７５０（５１７０kPa）の範囲内である。最も好ましくは、反応領域の圧力は約２５０psia（１７２０kPa）から約６５０psia（４４８０kPa）である。
【００４５】
炭化水素合成反応機１０の生成物は、５個以上の炭素原子の炭化水素を主に含む炭化水素合成生成物４５である。炭化水素合成生成物４５は、アルコール、アルデヒドなどと同様にオレフィンも含むであろう。炭化水素合成生成物４５は炭化水素ワックスを好ましく含む。本開示中で用いられる場合、炭化水素ワックスは、外気条件（室温及び大気圧）において固体として存在する様々な炭化水素を含む生成物を意味するであろう。炭化水素ワックスは、少なくとも２０個以上の炭素、これ以降はＣ２０＋と表す、を有する炭化水素を好ましく含む。本プロセスは、外気温及び外気圧において、気体、液体及び固体（ワックス）状の生成物であろう様々な炭化水素を生成し得る。これらの生成物の分布は、炭化水素合成反応の選択性に反映され、フィッシャートロプシュ合成の技術分野における当業者によって知られているアンダーソン−シュルツ−フローリープロット（Anderson-Schulz-Flory plot）から得られるアルファ価（alpha value）（α）によって最もよく特徴付けられる。Ｃ１からＣ１００＋の様々な炭化水素は、αに依存して選択的に合成されるであろう。特に重炭化水素生成物に対する選択性は、一般に高α価の特徴を有する。鎖の成長確立が高い場合に、重生成物はワックスに対して比較的高選択的に生成される。鎖の成長確立が低い場合に、メタンは高選択的に生成される。プロセスの好適な実施形態において、炭化水素合成生成物４５中のＣ１０＋の炭化水素は、少なくとも０．７２、好ましくは少なくとも０．８５、より好ましくは少なくとも０．８７、更により好ましくは０．８７から０．９５の間のアルファ価によって特徴付けられる。炭化水素合成反応機１０中でコバルト触媒を採用しているプロセスのより好適な実施形態においては、炭化水素合成生成物４５中のＣ３＋の炭化水素は、約０．８５から約０．９５の間、好ましくは０．８８から０．９２の間のα価によって特徴付けられる。
【００４６】
炭化水素合成生成物４５は、炭化水素合成生成物４５が水素化還元処理をされる水素化還元処理ユニット１５へと供給される。水素化還元処理は技術的に良く知られており、炭化水素ストリーム中の分子の炭素骨格にいかなる実質的な変化ももたらすことなく、炭化水素ストリームを水素を用いて処理することを一般に含む。水素化還元処理は、ほぼ全てのアルケン（オレフィンとも呼ばれる）をパラフィンへと好ましく変換する。オレフィンはディーゼル燃料中で化学的不安定性の原因となることが知られている。この不安定性は、燃料装置及びエンジン中で固形の沈着物を形成するであろう粘性物質を形成することでそれ自身を頻繁に具現化する。この不安定性は一般に、酸化安定性ＡＳＴＭ  Ｄ２２７４試験によって測定される。従来の水素化還元処理は、（チオール、チオフェン、ベンゾチオフェン及び同様物ような）含硫黄化合物、（アミン、アンモニアのような）含窒素化合物及び（アルコール、アルデヒド、エステル、ケトン及び同様物などのような）含酸素化合物とも呼ばれる酸化炭化水素のようなヘテロ原子化合物中のヘテロ原子の除去もする。
【００４７】
炭化水素合成生成物４５がフィッシャートロプシュの（不飽和及び飽和の）Ｃ５＋炭化水素生成物を主に含むことが予想されるため、炭化水素合成生成物４５は、更にいくらかの含酸素化合物を含み得るが、非常に少ない硫黄及び窒素含有物を含むはずである。水素化還元処理ユニット１５の水素化還元処理条件は、炭化水素合成生成物４５の水素化還元処理の間に、ほぼ全ての不飽和炭化水素を飽和炭化水素へと変換する目的、及びいくらかの若しくはほぼ全ての含酸素化合物を除去する目的で選択することができる。ある実施形態において水素化還元処理段階は、炭化水素合成生成物４５中に存在する含酸素化合物を飽和炭化水素へと変換するが、代替の実施形態においては、水素化還元処理段階中の条件は大部分の量の含酸素化合物が未変換のまま残ることを許容する。水素化還元処理は一般に、約８０℃から約４００℃（約１７５から約７５０°Ｆ）の温度において水素化還元処理触媒上で起こる。水素化還元処理触媒は、例えばモリブデン（Ｍｏ）及び／又はタングステン（Ｗ）のような第６Ａ族金属、例えばニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、鉄（Ｆｅ）及び／又はコバルト（Ｃｏ）のような第８族金属若しくはそれらの二つ以上の任意の組合せをも含み得る。ニッケル、パラジウム、プラチナ、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びそれらの二つ以上の組合せは、一般に高活性触媒であり、鉄及びコバルトは一般に低活性触媒である。
【００４８】
穏和な水素化還元処理段階は水素化還元処理触媒上で行われる。水素化還元処理触媒は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ及びＲｕで構成される群から選択される少なくとも一つの金属、好ましくはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗまたはそれらの二つ以上の任意の組合せ、より好ましくはＮｉを有する。そのような穏和な水素化還元処理段階は、水素化還元処理機の出口内の水素分圧が約１００psiaから約２０００psia（約６９０−１３８００kPa）であり、３５０°Ｆ（１７０℃）以上、好ましくは３５０°Ｆ（１７０℃）から約７５０°Ｆ（４００℃）、より好ましくは３６０°Ｆ（１８０℃）から約７５０°Ｆ（４００℃）の温度である穏和な条件下で実施可能である。穏和な水素化還元処理は、ほぼ全ての不飽和炭化水素を飽和炭化水素へと変換し、大部分（＞９０％）または全てのヘテロ原子を炭化水素ストリームから除去し、及び任意にほとんどの固形物質を捕捉するという利点を有することができる。
【００４９】
水素化還元処理段階についてのある代替の実施形態においては、“超低過酷度水素化還元処理（ultra-low severity hydrotreatment）”段階が、フィッシャートロプシュのＣ５＋炭化水素生成物を主に含む炭化水素ストリーム中に存在するいくらかの含酸素化合物を保持する一方、炭化水素ストリーム中のオレフィンを除去するために用いられるであろう。フィッシャートロプシュ合成由来の含酸素化合物（特にアルコール）は、フィッシャートロプシュ合成によって供給されるディーゼル生成物の潤滑性を都合よく上昇させることが示されている。他の者は、含酸素化合物を保持するために、フィッシャートロプシュ合成によって直接供給されるディーゼル画分の一部を水素化還元処理しないことによってＦＴ生成物のディーゼル画分中の含酸素化合物を維持する方法を報告しているが、非水素化還元処理部分が結果としてオレフィンをディーゼル生成物中に残存させるであろう。
【００５０】
フィッシャートロプシュのＣ５＋の炭化水素生成物を主に含む炭化水素ストリームの“超低過酷度（ultra-low severity）”水素化還元処理段階は、その後に得られる結果物たるディーゼル画分の少なくとも一つにいくらかの含酸素化合物を保持するために、非常に好ましいと出願人は考えている。また、残存した含酸素化合物がその結果物たるディーゼル画分の潤滑性を上昇し得ることが期待されるとも考えている。水素化還元処理プロセスが大部分の含酸素化合物をパラフィンへと変換しないかどうかを決定する二つの重要な要因は、触媒の組成及び温度である。“超低過酷度”水素化還元処理は水素化還元処理触媒とともに起こり得る。水素化還元処理触媒は、以下の金属、すなわち、モリブデン（Ｍｏ）及びタングステン（Ｗ）のような第６族（以前のＩＵＰＡＣ表記法）の金属、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、鉄（Ｆｅ）及び／又はコバルト（Ｃｏ）のような第８族の金属若しくはそれらの二つ以上の任意の組合せのうちの少なくとも一つを含む。Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕまたはそれらの二つ以上の任意の組合せを有する触媒のような高活性触媒は、（“超過酷度”水素化還元処理条件を維持するために）比較的低温、すなわち、約１８０°Ｆから約４８０°Ｆ（約８０℃から約２５０℃）の間、より好ましくは約１８０°Ｆから約３５０°Ｆ（約８０℃から約１８０℃）の間、更により好ましくは約１８０°Ｆから約３００°Ｆ（約８０℃から約１５０℃）の間で作用させることができる。例のみとして、ニッケルベースの（nickel-based）触媒のような高活性触媒は、約２５０°Ｆ（約１２１℃）で大部分の含酸素化合物を変換し始める。対照的に、ＦｅまたはＣｏを含む触媒のような低活性触媒は、約３５０°Ｆ（約１８０℃）の温度に達するまで大部分の含酸素化合物を変換し始めることはない。（例えばＣｏやＦｅのような）低水素化還元処理活性を有するこれらの触媒にとって、“超低過酷度”水素化還元処理に選択される温度幅は、約３５０°Ｆから約５７０°Ｆ（約１８０℃から約３００℃）の間である。加えて、例えば圧力及び液体時間空間速度（liquidhourly space velocity）のような他の要素もあり、それらは所望される“超低過酷度”水素化還元処理に影響を与えるために当業者によって変更されるであろう。好ましくは、水素分圧は約１００psiaから約１０００psia（約６９０−６９００kPa）の間、より好ましくは約３００psiaから約５００psia（約２０００−３５００kPa）の間である。時間当たりの液体空間速度は、好ましくは１から１０hr-1の間、より好ましくは０．５から６hr-1の間、更により好ましくは約１から約５hr-1の間である。触媒は好ましく支持され、触媒の性能を改善及び／又は構造の完全性を支えるためにプロモータを有することができるにもかかわらず、“超低過酷度”水素化還元処理用の水素化還元処理触媒は、支持材を伴うことも伴わないことも可能であることが理解されるべきである。
【００５１】
水素化還元処理済生成物ストリーム５０は、水素化還元処理ユニット１５から出て、分画機２０へと供給され、そこで、分留区分へと分離される。分留区分は、軽画分５５、ナフサ６０、軽ディーゼル６５、重ディーゼル７０及びワックス画分７５を含む。本発明は留分６０、６５及び７０を形成することに限定されず、より多い若しくは少ない留分を形成することを含み得ることが理解されるであろう。例えば、他の留分はジェット燃料、暖房用油及びケロシンを含むこともできる。
【００５２】
分画の方法は技術的に良く知られており、水素化還元処理済生成物ストリーム５０は、いかなる適切な分画法によっても分画されることができる。分画機２０は常圧蒸留カラム（atmospheric distillation column）を好ましく有し、任意に、減圧蒸留カラム若しくは短路蒸留ユニット（short-pathdistillation unit）を更に有するであろう。分画機２０用の常圧蒸留カラムに加えて、減圧若しくは短路蒸留ユニットの使用は、常圧蒸留カラムの沈殿物を減圧若しくは短路蒸留ユニットへと供給することによって、様々な沸点範囲である異なるワックス区分の産生を可能にし、軽ワックス区分及び重ワックス区分のような少なくとも二つのワックス区分を得ることができる。熱分解機２５へと供給されるワックス画分７５は、水素化還元処理済生成物ストリーム５０、減圧蒸留カラムからの（減圧蒸留の沈殿物のような）軽ワックス区分または重ワックス区分若しくはそれらの任意の組合せによっても供給される常圧蒸留カラムの沈殿物を含むことができる。それ故一般的に言えば、ワックス画分７５は重ディーゼル留分７０より高沸点の画分を指す。ある実施形態においてワックス画分７５は、重量で少なくとも３０％のＣ２０＋の炭化水素質化合物、好ましくは重量で少なくとも５０％のＣ２０＋の炭化水素質化合物、より好ましくは重量で少なくとも７０％のＣ２０＋の炭化水素質化合物を含む。好適な実施形態においてワックス画分７５は、重量で少なくとも９０％のＣ２０＋の炭化水素質化合物を含む。代替の実施形態においてワックス画分７５は、重量で少なくとも１０％のＣ３０＋の炭化水素質化合物、好ましくは重量で少なくとも２０％のＣ３０＋の炭化水素質化合物を含む。更に他の実施形態においてワックス画分７５は、重量で少なくとも１０％のＣ４０＋の炭化水素質化合物、好ましくは重量で少なくとも２０％のＣ４０＋の炭化水素質化合物を含む。ワックス画分７５は、分画機２０中にある常圧蒸留塔の沈殿物を好ましく含む。
【００５３】
軽画分５５は一般に、Ｃ５−の炭化水素と言われる通常は外気温で気相にある炭化水素生成物を含む。軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０は、重ディーゼル７０よりも軽い（すなわち低沸点範囲を伴う）炭化水素を含む軽ディーゼル６５を有するディーゼル区分を主に含む。軽ディーゼル６５は、重ディーゼル７０の沸点範囲より一般に低い沸点範囲を有するであろうが、軽ディーゼル６５の沸点範囲の上限は重ディーゼル７０の初留点の上限と重複し得る。好ましくは、軽ディーゼル６５は主にＣ１０−Ｃ１６の炭化水素を含む。好ましくは、軽ディーゼル６５の少なくとも一部が直鎖炭化水素を含む。より好ましくは、軽ディーゼル６５が少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素、さらにより好ましくは、少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素、最も好ましくは、少なくとも約９３パーセントの直鎖炭化水素を含む。好ましくは、重ディーゼル７０は主にＣ１７−Ｃ２３の炭化水素を含む。重ディーゼル７０はワックス画分７５の沸点範囲より一般に低い沸点範囲を有するであろう。ある実施形態においては、重ディーゼル７０の沸点範囲の上限は、ワックス画分７５の初留点の上限と重複することができる。一方、代替の実施形態においては、重ディーゼル７０の沸点範囲の上限及びワックス画分７５の初留点は重複しない。好ましくは、重ディーゼル７０の少なくとも一部が直鎖炭化水素を含む。より好ましくは、重ディーゼル７０が、少なくとも約８５パーセントの直鎖炭化水素、更により好ましくは、少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素、更に最も好ましくは、少なくとも約９３パーセントの直鎖炭化水素を含む。更により好ましくは、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル留分７０が大部分は直鎖（normal）パラフィン（すなわち７０％以上のパラフィン）を含み、高セタン価（すなわち７０より大きい）を有し、許容範囲の潤滑性を得るために（例えば“超低過酷度”水素化還元処理段階が水素化還元処理機１５で用いられた場合）ＦＴ合成由来のいくらかの含酸素化合物を有するであろうし、非常に少量の分岐炭化水素を有する。好適な実施形態においては、軽ディーゼル６５は、非常に少量の分岐炭化水素（すなわち１０重量％未満の分岐炭化水素）若しくはほぼ皆無である分岐炭化水素（すなわち５重量％未満の分岐炭化水素）を含む。ある実施形態においては、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０は少なくとも９０パーセントの直鎖パラフィンを含む。軽ディーゼル６５は、好ましくは、約３６０°Ｆ（１８２℃）より低い５％沸点、及び約５００°Ｆ（２６０℃）から約５５０°Ｆ（２８８℃）の間の９５％沸点によって特徴付けられる。重ディーゼル７０は、好ましくは、約５００°Ｆ（２６０℃）から５５０°Ｆ（２８８℃）の間の５％沸点、及び約６３０°Ｆ（３３２℃）より高い９５％沸点によって特徴付けられる。
【００５４】
ワックス画分７５は熱分解機２５へと供給され、そこで、ワックス画分７５の少なくとも一部が熱分解される。ワックス画分７５は、任意の所望される炭化水素、好ましくは直鎖炭化水素を生成するために分解されるであろう。好ましくは、ほぼ全てのワックス画分７５が熱分解機２５へと供給される。ワックス画分７５から得られるパージ（図１に示していない）が実施され、いくらかの熱分解耐性物質が除去される。パージストリームは一般に、体積で画分７５の約２パーセント以上に相当することはなく、好ましくは体積で画分７５の約１パーセント未満である。ワックス画分７５からの小さなパージストリームは、（触媒の粒または半粒状物（subparticle）のような）少量の固形物の集積を防ぐために必要であろう。
【００５５】
炭化水素の熱分解は技術的に良く知られており、ワックス画分７５の主に直鎖炭化水素への熱分解は、いかなる適切な熱分解処理によっても実現することができる。熱分解は基本的に、触媒や水素を加えることなく熱を加えることで、分子サイズの低下を目的とする。長鎖パラフィンの炭化水素分子は、炭素−炭素結合の開裂によって多くの小さな分子へと分解する（そうして形成された小さな分子は更に分解するであろう）。これが起こる時、親分子に存在する水素原子の数は、各炭素原子に完全な補完を提供するには不十分であろうために、多数のオレフィンまたは“不飽和”化合物が一般に形成される。本発明に限定することなく、開裂は多くの方法で起こり得ることが想定され、結合の開裂のためのフリーラジカル機構が一般に想定される。３５０−５００℃の温度水準において、大きな炭化水素分子は不安定になり、自発的に小分子へと分解する傾向がある。特定の原材料が分解条件下で残っている状態において、時間、温度及び圧力を変化させることによって、分解（変換）の所望される割合は調節することができる。温度及び滞留時間は重要な処理の変更点であり、一方で圧力は二次的な役割を担う。適用する分解条件及び分解生成物の量と種類は、原材料の種類に大いに依存するであろう。
【００５６】
ある実施形態においては、熱分解機２５は火炉及び反応チャンバ（図示しない）を有する。例えば、適切な予熱後のワックス画分７５は、約３８０℃から７００℃から選択された分解温度、好ましくは約３８０℃から５５０℃から選択された分解温度に加熱するために火炉へと送られる。分解は少量が火炉内で、大部分は火炉のすぐ下流に設置された反応チャンバ内で起こる。分解反応は吸熱性であるため、反応チャンバの出口において、温度は火炉の出口（すなわち反応チャンバの入口）より低い。アップフロー（up-flow）反応チャンバは、長い滞留時間を提供し、それ故に反応チャンバを使用しない場合よりも低い分解温度を許容する。利点には火炉及び燃料のコストも含まれる。最近の熱分解用反応チャンバは逆混合（backmixing）効果を減少させて、粘度の減少を最大にするために、内部装置を備えている。一つの分解段階のみが含まれるため、この配置は一段階（one-stage）分解と名付けられてもいる。好ましい適用分解温度は、約５００−１１００kPa（約６０−１５０psig）の圧力において、約３８０−７００℃、より好ましくは約３８０−５５０℃である。熱分解機２５へ送られる原材料（ワックス画分７５）がより小さな分子サイズを有する場合、より厳しい条件が必要であり、それ故に大きな炭化水素分子より分解するのが困難である。熱分解溶出物８０は、分解反応を止めるために（過度のコークス形成を防ぐために）反応チャンバの出口で急冷される。急冷は間接的な熱転移によって（例えば冷却媒体としての水との熱交換によって）、若しくは冷却ストリームによって熱分解溶出物８０を希釈することによって達成することができる。適当な冷却ストリームは炭化水素合成生成物４５であろう。ワックス画分の他の適した熱分解（すなわち水素及び触媒を伴わないもの）は、例えば米国特許第4,579,986号、第4,042,488号及び第6,703,535号で開示されている。なお、これらの特許は本開示の教示と矛盾しない限度においてその全体がそれぞれ文献援用されている。水（または蒸気）は熱分解機２５に供給することができ、吸熱性分解反応に熱を供給するため及び／又はコークスの形成を防止するために、熱分解中に用いることができる。蒸気添加は米国特許第4,579,986号、第4,042,488号及び第6,703,535号で開示されている。しかしながら、熱分解機２５の全容量の重量で４０％未満、好ましくは重量で３０％未満、より好ましくは重量で２０％未満のようないくらかの蒸気が熱分解機２５に供給されることが出願人によって好まれる。ある実施形態においては、熱分解機２５の全容量の１０％未満が蒸気からなる。蒸気は、コークス化を防ぐためと同様に、熱分解機へ送られる炭化水素原料（すなわちワックス画分７５）を加熱するために通常は加えられる。（蒸気の代わりの）加熱炉は、熱分解機２５にとって好ましい熱源である。熱分解作業を実施している時に、ワックス画分７５は予熱中に部分的若しくは全体的に蒸発し得る。従って予熱された供給物（ワックス画分７５）は、分解作業中に液／気の混合した相または気相で維持されるであろう。
【００５７】
熱分解機２５は、いかなる適した条件においても作動し得る。分解作業のための熱分解領域において最適の温度および他の条件は、供給物の組成及びその沸点範囲に依存していくらか変更することができる。一般に温度は、供給物の少なくとも一部を気相に維持するのに十分なほど高いが、供給物が過剰分解するほど高くはない。すなわち、温度及び条件は過度のＣ５−の炭化水素が生成されるほど苛烈ではない。本発明に限らず、熱分解機２５は、約５００kPaから約２０００kPaの間の圧力において、約３８０℃から約７００℃の間、好ましくは約３８０℃から約５５０℃の間の温度で好ましく作動する。熱分解機２５にとって、フィッシャートロプシュのワックスから小さな炭化水素の生成を最大にするための最適温度範囲は、供給物（ワックス画分７５）のエンドポイント（endpoint）に依存するであろう。一般に、炭素数が大きいほど、最大の変換を達成するために高い温度が必要となる。最大の変換は、所望した生成物の選択性（すなわちディーゼル若しくはジェット燃料のような中間留分）を損ねて得られるであろう。従って、熱分解機２５における所望される変換は、１０％から７０％の間、好ましくは１２％から６５％の間、より好ましくは１５％から６０％の間である。熱分解機２５内のワックス画分７５の最適滞留時間は反応領域中の温度と圧力に依存して変えることができるものの、通常の滞留時間は一般に、約０．５秒から約５００秒の間の範囲内であり、好適な範囲は約２．５秒から約３００秒の間であり、より好適な範囲は約１０秒から約２５０秒の間であり、最も好適な範囲は約２０秒から約２００秒の間である。従って、ある経常的な実験は特定の供給物に対する最適分解条件を特定する必要があるであろう。
【００５８】
熱分解溶出物８０の少なくとも一部は水素化還元処理ユニット１５へと供給され、熱分解溶出物８０のその部分はそこにおいて水素化還元処理触媒上で水素ガスと共に水素化還元処理され、ある程度の若しくは好ましくはほとんどの（熱分解中に形成された）不飽和炭化水素質化合物がパラフィンへと変換される。図１は、熱分解溶出物８０が水素化還元処理ユニット１５に入る前に炭化水素合成生成物４５と混合されることを示す。代替の実施形態においては、熱分解溶出物８０及び炭化水素合成生成物４５は、水素化還元処理ユニット１５へと別々に供給される。更に他の実施形態においては、熱分解溶出物８０の一部が、水素化還元処理ユニット１５への供給を形成するために炭化水素合成生成物４５と混合される。また、図示はされていないものの、熱分解溶出物８０の少なくとも一部若しくはほぼ全てが、水素化還元処理ユニット１５とは異なる第２水素化還元処理ユニット（図示しない）へと供給される。前記第２水素化還元処理ユニットからの水素化還元処理済溶出物は、分画機２０若しくは違う分画機（図示しない）へと送られるであろう。この代替実施形態の利点は、熱分解溶出物８０中のオレフィンの大部分を適合させるために、第２水素化還元処理ユニット中の（触媒組成、温度、圧力、水素と炭化水素の供給比率のような）異なる水素化還元処理条件を用いることができることである。水素化還元処理されていない熱分解溶出物８０のいかなる部分も、かなりの割合のオレフィンを含み、分画機２０に供給される代わりに、ポリオレフィン、プラスチック、酸化エチレン、エチレングリコール及び同様の物のような有益な生成物へと更なる変換のための化学原料として用いることができる。好ましくは、ほぼ全ての熱分解溶出物８０が水素化還元処理ユニット１５へと供給される。この好適な実施形態においては、（水素化還元処理ユニット１５を介して）最終的に分画機２０へと送られる熱分解溶出物８０の再循環は、ほぼ全てのワックス状の炭化水素が炭化水素生成プロセス５中から消滅するまで再循環されることを保証するであろう。
【００５９】
重ディーゼル７０は、重ディーゼル７０中に含まれる直鎖炭化水素の異性体を得るために、水素異性化するための異性化反応機３０へと供給される。重ディーゼル７０は様々な目的のため、好ましくは重ディーゼル７０に含まれる炭化水素の分岐の割合を増加させるために、異性化することができる。異性化は、ディーゼルの低温フローの性質（すなわち、ＡＳＴＭ  Ｄ９７によって測定されるような流動点（pour point）、ＡＴＳＭ  Ｄ２５００によって測定されるような曇り点（cloud point）若しくはＡＳＴＭ  Ｄ６３７１−９９によって定義されるような目詰まり点（coldfilter plugging point））の少なくとも一つを改善することができる。一般に流動点とは、流動を阻害するための過剰量のワックスの結晶を形成することなく、燃料を使うことができる最低温度である。燃料の温度が流動点より低い場合、ワックスが析出し始め、それによってフィルターは目詰まりするであろう。流動点は一般に、高パラフィン含有によって上昇する。イソパラフィンは、高パラフィンの炭化水素混合物の流動点を低下させることが知られている。
【００６０】
炭化水素の異性化は技術的に良く知られている。そして、重ディーゼル７０は、流動点を低下させるため、つまり低温フロー性質を改善するため及び／又は任意の他の目的のために、分岐を付与するための任意の適切な技法によって水素異性化することができる。
【００６１】
水素異性化は、重ディーゼル７０及び水素を水素異性化触媒に通し、供給物中の直鎖パラフィン（及びもしあったとしても、僅かな分岐したイソパラフィン）の少なくとも一部を分岐パラフィンへと変換し、それによって分岐炭化水素の含有量の多い（すなわち、分岐−直鎖（iso-to-normal）パラフィンの比率が異性化への炭化水素供給における分岐−直鎖パラフィンの比率よりも高い）生成物ストリームを生じさせることを含む。水素異性化のための一般的な条件には、約１８０℃から３８０℃の温度、約１１００kPaから約１５０００kPa（約１５０−２２００psig）の圧力及び約０．１から約５hr-1の空間速度が含まれる。水素異性化用の触媒は通常、酸性成分と金属成分とからなる二元機能（dual-functional）触媒である。両成分は、異性化反応を誘導するのに必要である。一般的な金属成分はニッケル、モリブデン、タングステン、プラチナ、パラジウム若しくはそれらの二つ以上の任意の組合せであり、プラチナが最も一般に使用される。触媒中の金属の選択及び量は、米国特許第5,282,958号に記載された試験において、１０パーセントを超える異性化されたヘキサデカン生成物を得るのに十分であろう。水素異性化に有効な酸性触媒成分には、非晶質シリカアルミナ、フッ化アルミナ、分子ふるい（molecularsieve）（すなわち、ＺＳＭ−１２、ＺＳＭ−２１、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−３８、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＳＳＺ−３２、ＳＡＰＯ−１１、ＳＡＰＯ−３１、ＳＡＰＯ−４０、ＭＡＰＯ−１１、ＭＡＰＯ−３１、Ｙゼオライト、Ｌゼオライト及びベータゼオライト）及びそれらの二つ以上の任意の組合せが含まれる。
【００６２】
国際特許出願公開公報第96/26993号及び国際特許出願公開公報第96/13563号と同様に、米国特許第5,135,638号、第5,246,566号、第5,282,958号、第5,082,986号、第5,723,716号、第5,049,536号、第4,943,672号及び欧州特許第0582347号及び第0668342号は、本出願の教示と矛盾しない範囲においてそれらの全体が本開示中に文献援用されている。そのような特許及び特許出願は、適切な異性化技術、代表的な処理条件、収量及び生成物の性質を教示する。
【００６３】
異性化反応機３０は、所望する水素異性化に適するいかなる条件においても作動し得る。好ましくは、異性化反応機３０は、約１８０℃から約３８０℃の温度、約１１００kPaから約１５０００kPa（約１５０−２２００psig）の圧力及び約０．１hr-1から５hr-1の空間速度で作動される。異性化重ディーゼル生成物９５は水素異性化重ディーゼル７０を含む。異性化重ディーゼル生成物９５のいかなる部分も異性化炭化水素を含むであろうし、好ましくは、異性化重ディーゼル７０が少なくとも約３０パーセントの異性化（若しくは分岐）炭化水素、より好ましくは、少なくとも約４０パーセントの異性化（若しくは分岐）炭化水素を含む。
【００６４】
ディーゼル生成物３５は、異性化重ディーゼル生成物９５の少なくとも一部を“そのまま（as is）”用いることによって形成することができる。代替の実施形態においては、異性化反応機３０中での水素異性化も、いくらかの炭化水素の水素化分解を結果として生じるであろうし、それ故に９個以下の炭素原子（Ｃ９−）を有するいくらかの軽炭化水素を生じるであろう。したがって、異性化重ディーゼル生成物９５は、それらの生成された軽炭化水素をディーゼル範囲の（diesel-range）生成物から除去するために、すなわち、主にＣ９−の炭化水素を含む少なくとも一つの軽画分９７及び、分岐したＣ１８−Ｃ２５の炭化水素を少なくとも３０パーセント含むＣ１０−Ｃ２５の炭化水素を主に含む気化した異性化重ディーゼル生成物９８を形成するために、第２分画機３２へと供給されるであろう。異性化重ディーゼル生成物９５のこの分画は、任意と考えられるが、ディーゼル生成物３５の引火点がディーゼルの規格に必要な最小値を満たさない場合に好適である。この第２分画の必要性は、異性化反応機３０用に選択された条件及び触媒に依存するであろう。高温、高圧及び／又は触媒の高酸性度は、処理の“過酷度（severity）”を上昇させ、それ故に、水素化分解反応を促進し、その結果として、より多くの軽炭化水素を形成するため、ディーゼル生成物３５を形成するために軽ディーゼル６５の少なくとも一部と混合する前に、多分、これらの形成された軽炭化水素を異性化重ディーゼル生成物９５から除去する必要を生じるであろう。
【００６５】
ある実施形態において異性化重ディーゼル生成物９５は、ディーゼル生成物３５を形成するために軽ディーゼル留分６５と混合することができる。好ましくは、ディーゼル生成物３５は気化した異性化重ディーゼル生成物９８の少なくとも一部及び軽ディーゼル６５の少なくとも一部の混成物を含む。代替の実施形態においてディーゼル生成物３５は、異性化重ディーゼル生成物の少なくとも一部及び軽ディーゼル６５の少なくとも一部の混成物を含む。ディーゼル生成物３５中の軽ディーゼル留分６５と気化した異性化重ディーゼル生成物９８の（若しくは、軽ディーゼル６５と異性化重ディーゼル９５の）比率は、ディーゼル生成物３５の所望される低温フローの性質に依存する。例えば冬季において、ディーゼル生成物３５中でワックスの結晶化を潜在的に引き起こすために、外気が非常に低い（０°Ｆ（−１８℃）より低い、またある地域においては−２０°Ｆ（−２９℃）より更に低い）地域において、例えばディーゼル生成物３５の流動点の低下（すなわち、ディーゼル生成物３５中の異性化重ディーゼル生成物画分の増加）が望まれる。このように、ディーゼル生成物３５中の異性化重ディーゼル（９５または９８）の画分は、夏季においてより冬季において多くを占めるであろう。代替の実施形態（図示しない）においては、ディーゼル生成物３５は異性化重ディーゼル生成物９５、気化した異性化重ディーゼル生成物９８または軽ディーゼル６５を含む。代替の実施形態においては、ディーゼル生成物３５が異性化重ディーゼル生成物９５の少なくとも一部、気化した異性化重ディーゼル生成物９８の少なくとも一部及び軽ディーゼル６５の少なくとも一部の混成物を含む。
【００６６】
ナフサ６０は少なくともおよそＣ６からＣ９の炭化水素を含むであろう。好適な実施形態においてナフサ６０は、およそＣ５からＣ９の炭化水素を含む。ある実施形態においてナフサ６０は、ナフサとディーゼルとの間に選定された区切りとなる沸点に依存して、およそＣ６からＣ１０の炭化水素、あるいはおよそＣ５からＣ１０の炭化水素、またはおよそＣ５からＣ１１の炭化水素、若しくはおよそＣ６からＣ１１の炭化水素を含む。ナフサ６０は主に直鎖炭化水素を含む。好ましくは、ナフサ６０の８０パーセントが直鎖炭化水素である。より好ましくは、ナフサ６０の９０パーセントが直鎖炭化水素である。ナフサ６０は、約７０°Ｆ（２１℃）から９０°Ｆ（３２℃）の間の５％沸点、及び約３５０°Ｆ（１７７℃）未満の９５％沸点によって特徴付けられる。直鎖炭化水素は、直鎖アルカン、直鎖アルケン若しくはそれらの混合物を含むであろう。ナフサ６０は、主に飽和炭化水素（パラフィン）を好ましく含み、オレフィンは少量のみ含む。ある実施形態においては、ナフサ６０は少なくとも８０％の直鎖アルカンを含む。そのような直鎖ナフサストリームは、溶媒源としてのオレフィン（すなわちプロピレン、エチレン）の生成用の蒸気分解機供給などのような下流での使用において望ましい。異性化反応機３０の下流に配置された任意の第２分画機３２から得られるＣ５−Ｃ８の炭化水素を主に含む一つの軽画分の少なくとも一部（またはほぼ全て）が、ナフサ６０と混合されるであろうことも想定される。異性化後の任意の第２分画機３２から得られるＣ５−Ｃ８の炭化水素を主に含むこの軽画分は、幾分かの異性化軽炭化水素を含むであろうし、それ故にナフサ６０へのその付加は、結果物たるナフサ混合物の異性化の割合を増加させるであろう。
【００６７】
図１には図示していないものの、異性化重ディーゼル生成物９５の一部は、異性化反応機３０へと再循環することができる。また、異性化中に形成された軽炭化水素の大部分をディーゼル生成物９５から除去して、気化した異性化重ディーゼル生成物９８を形成するために、異性化重ディーゼル生成物９５が第２分画機３２に通さる時、気化した異性化重ディーゼル生成物９８は異性化反応機３０へと再循環され得る。異性化反応機３０内で（例えば温度を下げることによってのように）より低い変換状態で異性化反応機３０を作動させて、前記反応機３０における水素化分解を最小にすることが望ましい。異性化反応機３０において変換が減少されるであろう（すなわち、より少ない異性化が起きるであろう）ために、異性化収率を上昇させるためには、異性化重ディーゼル生成物９５または９８の一部の異性化反応機３０への再循環が必要であろう。
【００６８】
図２は本発明の付加的な実施形態を図示する。この実施形態では、軽ディーゼル６５は水素化還元処理ユニット１００で水素化還元処理され、重ディーゼル７０が水素化処理ユニット１０５で水素化処理される。
【００６９】
以下、図２で具現化及び図示されている本発明の例示的な利用を以下に説明する。これは、図１に示されるような上述の実施形態及びそれとは別の実施形態のほぼ全ての要素を含み、以降において考証される追加の要素を含む。炭化水素合成生成物４５が炭化水素合成反応機１０で生成された後に、それは、軽画分５５、ナフサ６０、軽ディーゼル６５、重ディーゼル７０及びワックス画分７５を含む分留区分へと分離する分画機２０へと供給される。
【００７０】
ワックス画分７５は熱分解機２５へと供給され、ワックス画分７５の少なくとも一部がそこで分解される。熱分解溶出物８０は再循環され、炭化水素合成生成物４５と共に分画機２０へと共供給（co-fed）される。代替の実施形態においては、熱分解溶出物８０は熱分解機２５から出て、（点線で示されている）水素化還元処理ユニット１５へと供給され、そこで熱分解供給物８０が水素化還元処理される。そのような代替の実施形態においては、熱分解溶出物８０は水素化還元処理ユニット１５から出て再循環され、（図示するように）炭化水素合成生成物４５と共に若しくは（図示しないが）別々に分画機２０へ供給される。他の代替の実施形態においては、熱分解溶出物８０の少なくとも一画分は水素化還元処理ユニット１５から出て、異性化重ディーゼル生成物９５若しくは９８の少なくとも一部及び／又は軽ディーゼルの少なくとも一部と混合され、ディーゼル生成物３５を形成する。
【００７１】
分画機２０での分画後、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０は、水素化還元処理ユニット１００及び水素化処理ユニット１０５へとそれぞれ供給され、そこで軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０がそれぞれ水素化還元処理及び水素化処理される。水素化還元処理ユニット１００及び水素化処理ユニット１０５は、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０に存在するほぼ全ての不飽和炭化水素をパラフィンへと大幅に変換する水素化還元処理段階を有する。加えて水素化還元処理段階は、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０に存在する含酸素化合物を飽和炭化水素へと変換することもできるが、大部分の含酸素化合物を未変換状態で残すこともできる。水素化還元処理は、約８０℃から約４００℃（約１７５から約７５０°Ｆ）の温度において、水素化還元処理触媒上で起こることができる。水素化還元処理触媒は、モリブデン及びタングステンのような第６族金属の少なくとも一つ及び／又はニッケル、パラジウム、プラチナ、ルテニウム、鉄及びコバルトのような第８族金属の少なくとも一つを含む。ニッケル、パラジウム、プラチナ、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びそれらの組合せは一般に高活性触媒であり、鉄及びコバルトは一般に水素化還元処理にとって低活性触媒である。
【００７２】
水素化還元処理ユニット１００及び水素化処理ユニット１０５での水素化還元処理は、図１の水素化還元処理処理ユニット１５に関して上述したように、穏和な水素化還元処理若しくは“超低過酷度”水素化還元処理を採用することができる。水素化還元処理ユニット１００及び水素化処理ユニット１０５での穏和な水素化還元処理段階は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ、及びＲｕから成る群から選択される少なくとも一つの金属、好ましくはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ若しくはそれらの組合せ、より好ましくはＮｉを有する水素化還元処理触媒上で実施されるであろう。また、この段階は、穏やかな条件下、すなわち、３５０°Ｆ（１７０℃）より高い、好ましくは３５０°Ｆ（１７０℃）から約７５０°Ｆ（４００℃）、より好ましくは３６０°Ｆから約７５０°Ｆ（１８０から約４００℃）の温度で、水素化還元処理ユニット／水素化処理ユニットの出口での水素分圧が約１００psiaから約２０００psia（６９０から約１３８００kPa）の間になるようにして行われる。“超低過酷度”水素化還元処理は、以下の金属のうち少なくとも一つを含む水素化還元処理触媒を伴って起こり得る。以下の金属とは、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）及びそれらの組合せからなる一群に属する金属、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）及びそれらの組合せからなる一群に属する金属である。Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ若しくはそれらの組合せを含む触媒のような高活性触媒は、約１８０°Ｆから約４８０°Ｆ（約８０から約２５０℃）の間、より好ましくは約１８０°Ｆから約３５０°Ｆ（約８０℃から約１８０℃）の間、更により好ましくは約１８０°Ｆから約３００°Ｆ（８０から約１５０℃）の間の（“超低過酷度”水素化還元処理条件を維持するために）比較的低温で好ましく作用される。（例えばＣｏまたはＦｅのような）低水素化還元処理活性を有するような触媒にとって、超低過酷度水素化還元処理にとって好ましい温度範囲は、約３５０°Ｆから約５７０°Ｆ（約１８０℃から約３００℃）の間である。加えて、超低過酷度水素化還元処理にとって水素分圧は、約１００psiaから約１０００psia（６９０から約６９００kPa）の間、より好ましくは約３００psiaから約５００psia（２０６０から約３４５０kPa）の間である。液体時間空間速度は、好ましくは１から１０hr-1の間、より好ましくは０．５から６hr-1の間、更により好ましくは約１から約５hr-1の間である。
【００７３】
好ましくは、軽ディーゼル６５の少なくとも一部が直鎖炭化水素を含む。より好ましくは、軽ディーゼル６５が少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を含む。好ましくは、重ディーゼル７０の少なくとも一部が直鎖炭化水素を含む。より好ましくは、重ディーゼル７０が少なくとも約８５パーセントの直鎖炭化水素を含み、更により好ましくは重ディーゼル７０が少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を含む。更により好ましくは、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０が、主に直鎖パラフィンを含み、高セタン価（すなわち７０以上）を有し、（例えば、“超低過酷度”水素化還元処理段階が用いられる場合）許容範囲の潤滑性を得るためにＦＴ合成由来のいくらかの含酸素化合物を含むであろうし、非常に低い異性化率を有する。最も好ましくは、軽ディーゼル６５及び重ディーゼル７０が少なくとも９０パーセントの直鎖パラフィンを含む。軽ディーゼル６５は分岐炭化水素を含むであろう。好ましくは、軽ディーゼル６５が１０パーセント未満の分岐炭化水素を有する。
【００７４】
軽ディーゼル６５の水素化還元処理は、水素化還元処理済軽ディーゼル１１０を生成する。好ましくは、水素化還元処理済軽ディーゼル１１０の少なくとも一部が直鎖炭化水素を含む。より好ましくは、水素化還元処理済軽ディーゼル１１０が、少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素（最も好ましくは、少なくとも約９５パーセントの直鎖炭化水素）を含む。水素化還元処理済軽ディーゼル１１０は分岐炭化水素、好ましくは１０パーセント未満の分岐炭化水素を含むであろう。更により好ましくは、水素化還元処理済軽ディーゼル１１０が主に直鎖パラフィンを含み、高セタン価（すなわち７０以上）を有し、（例えば、“超低過酷度”水素化還元処理段階が用いられる場合）許容範囲の潤滑性を得るためにＦＴ合成由来のいくらかの含酸素化合物を含むであろうし、非常に低い異性化率を有する。重ディーゼル７０の水素化処理は水素化処理済重ディーゼル９０を生成する。好ましくは、水素化処理済重ディーゼル９０の少なくとも一部が直鎖炭化水素を含む。より好ましくは、水素化処理済重ディーゼル９０が少なくとも約６０パーセントの直鎖炭化水素を含む。水素化処理ユニット１０５が水素化還元処理を含む場合、水素化処理済重ディーゼル９０は少なくとも約８０パーセントの直鎖パラフィンを好ましく含む。
【００７５】
代替の実施形態において、水素化処理ユニット１０５での水素化処理は、重ディーゼル７０の水素化分解を更に含み得る。好ましくは、水素化処理ユニット１０５内での水素化分解は、水素産生成分及び（一般には酸性成分である）分解成分を含む二元機能性水素化分解触媒上で起きる。水素産生成分は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ若しくはそれらの組合せを含むであろう。二元機能性水素化分解触媒中の水素産生成分は、Ｐｔ、Ｐｄ若しくはそれらの組合せを好ましく含む。水素化処理ユニット１０５中の水素化分解触媒用の分解成分は、非晶質分解物質及び／又はゼオライト物質であろう。好適な分解成分は、非晶質シリカアルミナを含むが、（ＳＡＰＯ−１１、−３１、−３７、−４１のような）ＳＡＰＯ型分子ふるい、Ｙ型ゼオライト、（ＺＳＭ−５、−１１、−４８のような）ＺＳＭ型ゼオライト、ＳＳｚ−３２ゼオライト及び脱アルミ（dealuminated）ゼオライトも用いられるであろう。分解成分は、水素産生成分を支持するが、触媒は、水素産生及び分解成分の両方を支持する結合材を含むであろう。水素化処理ユニット１０５内での水素化分解のための水素化分解条件は、好ましくは約５５０°Ｆから約７５０°Ｆ（２６０から約４００℃）の温度及び約５００psigから約１５００psig（３５５０から約１０４４０kPa）の圧力であり、全水素消費が、約０．１から約１０hr-1、好ましくは０．２５から５hr-1の間の炭化水素原料に基づく時間当たりの液体空間速度を用いて、炭化水素供給のバレル当たり１００−２０００標準立法フィート（scfH2/bbl HC）若しくは１７−３６０STP m3 H2/m3 HC供給、好ましくは２００−１０００scfH2/bbl HCである。水素化処理ユニット１０５が水素化分解を含む場合、水素化処理済重ディーゼル９０は主に直鎖パラフィンを好ましく含むであろうが、いくらかのイソパラフィンも含むであろう。
【００７６】
水素化処理済重ディーゼル９０は、分岐炭化水素を含む異性化重ディーゼル生成物９５を得るために、水素異性化用の異性化反応機３０へと供給される。異性化重ディーゼル生成物９５は、イソパラフィンとも呼ばれる分岐パラフィンを好ましく含む。ディーゼル生成物３５は、“そのままの”異性化重ディーゼル生成物９５の少なくとも一部を用いることによって形成されることもできる。代替の実施形態においては、異性化反応機３０での異性化が９以下の炭素原子数（Ｃ９−）を有するいくらかの軽炭化水素を生成するであろう。そのため、ディーゼル範囲の生成物からそれら生成された軽炭化水素が除去するため、すなわち、主にＣ９−の炭化水素を含む軽画分、及び少なくとも３０パーセントの分岐したＣ１８−Ｃ２５の炭化水素を有するＣ１０−Ｃ２５炭化水素を主に含む異性化重ディーゼルを形成するために、異性化重ディーゼル生成物９５の少なくとも一部が第２分画機３２へと供給されるであろう。少なくとも一部の（若しくは全部の）異性化重ディーゼル生成物９５または少なくとも一部若しくは全部の異性化重ディーゼルは、ディーゼル生成物３５を形成するために、水素化還元処理済軽ディーゼル１１０と混合することができる。好ましくはディーゼル生成物３５が、異性化重ディーゼル生成物９５の少なくとも一部と水素化還元処理済軽ディーゼル１１０の少なくとも一部との混成物を含む。代替の実施形態においては、ディーゼル生成物３５は異性化重ディーゼルの少なくとも一部と水素化還元処理済軽ディーゼル１１０の少なくとも一部との混成物を含む。更に他の代替の実施形態においては、ディーゼル生成物３５が、異性化重ディーゼルの少なくとも一部、異性化重ディーゼル生成物９５の少なくとも一部及び水素化還元処理済軽ディーゼル１１０の少なくとも一部の混成物を含む。代替の実施形態においては、あまり好ましくないものの（図示されていない）、ディーゼル生成物３５が、異性化重ディーゼル生成物９５、分画された異性化重ディーゼル画分若しくは水素化還元処理済軽ディーゼル１１０を含む。
【００７７】
ナフサ６０は、主に直鎖炭化水素を含み、およそＣ５からＣ９の炭化水素、好ましくはＣ６からＣ１１の炭化水素を主に含む。好ましくは、ナフサ６０の８０パーセントが直鎖炭化水素である。ナフサ６０は、約７０°Ｆ（２１℃）から９０°Ｆ（３２℃）の間の５％沸点、及び約３５０°Ｆ（１７７℃）未満の９５％沸点によって特徴付けられる。直鎖炭化水素は、任意の直鎖炭化水素、好ましくは直鎖アルカン、直鎖アルケン若しくはそれらの混合物、及び好ましくは少なくとも約８０パーセントの直鎖アルカンをも含むことができる。他の代替の実施形態においては（図示しない）、ほぼ全てのオレフィンをそれらの対応するパラフィンへと変換するために、ナフサ６０は、水素化還元処理ユニット１５と同様の条件下において水素化還元処理されることが可能である。そのような高度に水素化還元処理された直鎖ナフサは、溶媒源としてのオレフィン（すなわちプロピレン、エチレン）の生成のための蒸気分解供給などのような下流での使用にとって好ましい。異性化反応機３０の下流に配置された任意の第２分画機３２から得られるＣ５−Ｃ８の炭化水素を主に含む一つの軽画分の少なくとも一部（若しくは、ほぼ全て）は、結果的に生じるナフサの混合物の炭化水素の分岐率を増加させるために、ナフサ６０と混合されるであろうことも想定される。
【００７８】
図１及び２の他の代替実施形態においては、熱分解溶出物８０の全てが再循環され、分画機へと供給されるわけではない。そのような代替の実施形態においては、熱分解溶出物８０のいかなる所望される部分も、分離されて再循環されないであろう。例えば、熱分解溶出物８０由来の直鎖アルファオレフィンは、分離されて分画機２０へと再循環されないであろう。（図示しない）他の例においては、熱分解溶出物８０は、軽熱分解画分及び重熱分解画分へと分画されることが可能であり、重熱分解画分は水素化還元処理をなされるであろうし、軽熱分解画分はオレフィンを含み、水素化還元処理されないであろう。
【００７９】
本発明は、ディーゼル生成物３５を生成する炭化水素生成プロセス５に限定されないことが理解されるであろう。図１及び２の代替の実施形態においては、炭化水素生成プロセス５は、ディーゼル生成物３５の代わりに燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分を生成する。ディーゼル以外の適切な合成中間留分は、ケロシン、ジェット燃料、火炉油、家庭用暖房油、レンジ油、ストーブ油、ガス油、暖房用油、エンジン留分及び第１、第２及び第３燃料油として商業的に知られる生成物を含む。例えば、炭化水素生成プロセス５は、ディーゼル生成物３５よりむしろジェット燃料を生成することが可能であり、図１の留分６５及び７０は、それぞれ軽ジェット燃料区分と重ジェット燃料区分を表す。また、炭化水素生成プロセス５は、ディーゼル生成物３５よりむしろ暖房用油を生成することができ、図１の留分６５及び７０は軽暖房用油及び重暖房用油をそれぞれ表す。代替の実施形態は、燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分に関係し、前記合成中間留分は少なくとも二つの画分を有する。その一つは、約３６０°Ｆ（１８２℃）より低い５％沸点、及び約５００°Ｆ（２６０℃）から５５０°Ｆ（２８８℃）の間の９５％沸点によって特徴付けられる軽画分である。前記軽画分は少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素を含む。他の一つは、約５００°Ｆ（２６０℃）から５５０°Ｆ（２８８℃）の間の５％沸点、及び約６３０°Ｆ（１８２℃）より高い９５％沸点によって特徴付けられる重画分である。前記重画分は少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を含む。好ましくは、軽画分は１０パーセント以下の分岐炭化水素を含む。また、重画分は少なくとも約４０パーセントの分岐炭化水素を含み、更に直鎖炭化水素を含む。前記合成中間留分は、およそＣ１０−Ｃ２２の炭化水素を好ましく含む。合成中間留分中の直鎖炭化水素は、水素化還元処理済フィッシャートロプシュ合成生成物ストリームの少なくとも一つの画分からも、水素化還元処理及び熱分解済のフィッシャートロプシュ合成ワックス状生成物ストリームの少なくとも一つの画分からも供給される。合成中間留分は、流動点、曇り点及び目詰まり点からなる一群より選択される少なくとも一つの合成中間留分の低温フロー性質を改善するのに十分な量の重画分を含む。
【００８０】
図１及び２の他の代替実施形態においては、燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分は少なくとも二つの画分を含む。一つは、合成中間留分中に体積で約２５から約４０パーセントの最も揮発性の高い炭化水素を含む軽画分である。前記軽画分は１０パーセント未満の分岐炭化水素を含む。他の一つは、合成中間留分中に体積で約１０から４０パーセントの最も揮発性の低い炭化水素を含む重画分である。前記重画分は少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素を含む。“最も揮発性の高い”炭化水素とは、最も低い沸点を有する炭化水素を指し、“最も揮発性の低い”炭化水素とは、最も高い沸点を有する炭化水素を指すことが理解されるであろう。他の実施形態は、少なくとも約４０パーセントの分岐炭化水素を含む重画分を有する。更なる実施形態は、少なくとも約８０％の直鎖炭化水素、好ましくは少なくとも約９０％の直鎖炭化水素を含む軽画分を有する。軽画分は、約３６０°Ｆ（１８２℃）未満の５％沸点、及び約４２５°Ｆ（２１８℃）から４７５°Ｆ（２４６℃）の９５％沸点によって特徴付けられるであろ。一方、重画分は、約５２５°Ｆ（２７４℃）から５７５°Ｆ（３０２℃）の間の５％沸点、及び約６３０°Ｆ（３３２℃）より高い９５％沸点によって特徴付けられる。また、軽画分は、約３００°Ｆ（１４９℃）未満の５％沸点、及び３５０°Ｆ（１７７℃）から４００°Ｆ（２０４℃）の間の９５％沸点によって特徴付けられる。一方、重画分は、約４２５°Ｆ（２１８℃）から４５０°Ｆ（２３２℃）の間の５％沸点、及び約４５０°Ｆ（２３２℃）から約５５０°Ｆ（２８８℃）の間のより高い９５％沸点によって特徴付けられる。合成中間留分は、好ましくはディーゼル燃料またはジェット燃料である。好ましくは、合成中間留分は、約３４０°Ｆ（１７１℃）から約３６０°Ｆ（１８２℃）の間の５％沸点、及び約６２０°Ｆ（３２７℃）から約６４０°Ｆ（３３８℃）の間の９５％沸点によって特徴付けられるディーゼル燃料である。また、合成中間留分は、約２５０°Ｆ（１２１℃）の初留点、及び約４７５°Ｆ（２４６℃）から約５５０°Ｆ（２８８℃）の間の終点によって特徴付けられる。
【００８１】
実施形態は、燃料若しくは混合燃料としての使用に適した合成中間留分を含む。合成中間留分は最軽量炭化水素から最重量炭化水素までの様々な沸点の炭化水素を含む。ある実施形態において合成中間留分は、少なくとも第１沸点範囲と第２沸点範囲を有する。第１沸点範囲は、合成中間留分中に体積で約６０パーセントまでの最軽量炭化水素、若しくは合成中間留分中に体積で約５０パーセントまでの最軽量炭化水素を含むであろう。第１沸点範囲は少なくとも約８０パーセントの直鎖炭化水素、若しくは少なくとも約８５パーセントの直鎖炭化水素、あるいは、少なくとも約９０パーセントの直鎖炭化水素も含むであろう。ある実施形態においては、直鎖炭化水素は主に直鎖アルカンを有する。第２沸点範囲は、合成中間留分中に体積で約４０パーセントまでの最重量炭化水素、若しくは合成中間留分中に体積で約３５パーセントまでの最重量炭化水素を含むであろう。第２沸点範囲は、少なくとも約３０パーセントの分岐炭化水素、若しくは少なくとも約４０パーセントの分岐炭化水素、あるいは、少なくとも約５０パーセントの分岐炭化水素、同様に若しくは少なくとも約７０パーセントの分岐炭化水素、更にあるいは少なくとも約８０パーセントの分岐炭化水素も含むであろう。ある実施形態においては、分岐炭化水素が主に分岐アルカンを含む。ある実施形態において、第１沸点範囲は、約３６０°Ｆ（１８２℃）未満の５％沸点、及び４２５°Ｆ（２１８℃）から約４７５°Ｆ（２４６℃）の間の９５％沸点によって特徴付けられる。第２沸点範囲は、約５２５°Ｆ（２７４℃）から約５７５°Ｆ（３０２℃）の間の５％沸点、約６３０°Ｆ（３３２℃）より高い９５％沸点によって特徴付けられるであろう。ある実施形態においては、合成中間留分は、ディーゼル燃料若しくはジェット燃料である。ある実施例においては、ディーゼル燃料は、約３４０°Ｆ（１７１℃）から約３６０°Ｆ（１８２℃）の間の５％沸点、及び約６２０°Ｆ（３２７℃）から約６４０°Ｆ（３３８℃）の間の９５％沸点によって特徴付けられるであろう。ジェット燃料は、約２５０°Ｆ（１２１℃）の初留点と、約４７５°Ｆ（２４６℃）から約５５０°Ｆ（２８８℃）の間の終点とによって特徴付けられるであろう。ある実施形態においては、合成中間留分は、約４０°Ｆ（４℃）未満の曇り点、若しくは約３０°Ｆ（−１℃）未満の曇り点を有する。
【００８２】
本発明の様々な実例たる実施形態を更に説明するために、以下の例が提示される。
【００８３】
例１
直留（straight-run）フィッシャートロプシュ生成物のディーゼル画分は、３００°Ｆ（１４９℃）から６４０°Ｆ（３３８℃）で沸騰する軽区分と、６４０°Ｆ（３３８℃）から１１００°Ｆ（５９３℃）で沸騰する重区分との二つの区分に分留された。この直留フィッシャートロプシュ生成物は、一般的なフィッシャートロプシュ反応条件下（約４３０°Ｆまたは２２１℃及び３５０psiaまたは２４１０kPa）で、（約２：１のＨ２：ＣＯモル比の）合成ガス混合物をコバルト触媒と接触させることによって産生された。直留フィッシャートロプシュ生成物は、約１５４g（２００ml）の市販のニッケルベースの素材（エンジェルハード（Engelhard）のＮＩ−３２９８  Ｅ１／１６  ３Ｆ）を含む触媒床を有する水素化還元処理機内で水素化還元処理された。温度は３７５°Ｆ（１９０℃）であった。また、水素化還元処理機の出口の水素分圧は３９０psia（２６８８kPa）であり、水素流は、滴流モード（trickleflow mode）において、３hr-1の液体時間空間速度で２０００標準立法フィート毎水素化還元処理機の供給バレル（scf/bbl）であった。分留後に得られた重炭化水素区分は水素異性化ユニットへ供給され、いくらかの直鎖炭化水素（例えばｎ−パラフィン）が分岐炭化水素（例えばイソパラフィン）へと変換された。実験においては、水素異性化ユニットは、約７２g（１００ml）の担持水素異性化触媒を備える触媒床を含んでいた。このユニットは、１hr-1液体時間空間速度で２７００標準平方フィート毎水素化還元処理機の液体供給バレル（scf/bbl）の水素流で、５４０°Ｆ（２８２℃）及び水素異性体化出口での水素分圧９４０psia（６４７８kPa）に保たれた。異性化生成物は、６００°Ｆ（３１６℃）から７１０°Ｆ（３７７℃）で沸騰する重ディーゼル画分を生成するために分画された。同一の分留画分の流動点を表１に示す。
【００８４】
2008506023.tif 000003
【００８５】
例２
ここまでで考察した形態を用いた場合、以下の表２及び３は、異性化重ディーゼル画分の機能及びその画分の異性化率として、１００％の直留中間留分に対しての理論上の曇り点について改善値（％若しくは絶対値）を示す。
【００８６】
2008506023.tif 000004
【００８７】
2008506023.tif 000005
【００８８】
上記の考察は、本発明の原理及び様々な実施形態の説明を意味する。上記の開示を十分に理解すれば、多くの変更及び改良が当業者にとって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は熱分解機を有する炭化水素生成プロセスを図示する。
【図２】図２は分画機及び熱分解機の下流に水素化還元処理機を有する炭化水素生成プロセスを図示する。
【図１】
2008506023.tif 000006
【図２】
2008506023.tif 000007
【国際調査報告】
2008506023.tif 000008
2008506023.tif 000009