(57)【要約】  輸送燃料を生成するための重質原油の変換用の統合プロセスおよびシステムが提供される。該プロセスは炭化水素供給物を芳香族化合物に乏しい留分および芳香族化合物に富む留分に分離することを含む。芳香族化合物に富む留分を相対的に高い圧力下で水素化分解し、リフラクトリーな有機硫黄および／または有機窒素の芳香族化合物の少なくとも一部を変換し、かつ水素化分解された生成物のストリームを生成する。未変換の残油の流出物を芳香族化合物分離工程に再循環する。芳香族化合物に乏しい留分を流動接触分解反応帯にて分解し、分解された生成物のストリーム、軽質サイクルオイルのストリームおよび重質サイクルオイルのストリームを生成する。ある実施態様において、芳香族化合物に乏しい留分を流動接触分解に付される前に水素化処理し得る。
2014524967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素化分解された生成物および流動接触分解された生成物を生成するために原料を変換する統合プロセスであって、
ａ．炭化水素供給物を、不安定な有機硫黄化合物を含有する芳香族化合物に乏しい留分およびリフラクトリーな有機硫黄および／または有機窒素の芳香族化合物を含有する芳香族化合物に富む留分に分離し；
ｂ．芳香族化合物に富む留分を、相対的に高い圧力下で操作する水素化分解反応帯に通し、リフラクトリーな有機硫黄および／または有機窒素の芳香族化合物の少なくとも一部を変換し、かつ水素化分解された生成物と、未変換の残油の流出物とを生成し；
ｃ．未変換の残油の流出物の少なくとも一部を芳香族化合物の分離工程に再循環させ；および
ｄ．芳香族化合物に乏しい留分を流動接触分解反応帯に通し、分解された生成物、軽質サイクルオイルストリームおよび重質サイクルオイルストリームを生成する
ことを含む、統合プロセス。
【請求項２】
未変換の残油の流出物の一部を流動接触分解反応帯に送ることをさらに含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項３】
軽質サイクルオイルの一部を水素化分解反応帯に送ることをさらに含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項４】
重質サイクルオイルの一部を水素化分解反応帯に送ることをさらに含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項５】
炭化水素供給物を芳香族化合物に乏しい留分および芳香族化合物に富む留分に分離することが、
炭化水素供給物および有効量の抽出溶媒を抽出帯に供して、
炭化水素供給物に含まれるメジャーな割合を占める芳香族化合物および抽出溶媒の一部を含有する抽出物、および
炭化水素供給物に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族化合物および抽出溶媒の一部を含有するラフィネート
を生成し；
少なくともかなりの割合を占める抽出溶媒をラフィネートより分離し、芳香族化合物に乏しい留分を保持し；および
少なくともかなりの割合を占める抽出溶媒を抽出物より分離し、芳香族化合物に富む留分を保持すること
を含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項６】
芳香族化合物に富む留分が、ベンゾチオフェン、ベンゾチオフェンのアルキル化誘導体、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンのアルキル誘導体、ベンゾナフテノチオフェン、およびベンゾナフテノチオフェンのアルキル誘導体を包含する、請求項１記載のプロセス。
【請求項７】
芳香族化合物に富む留分がピロール、キノリン、アクリジン、カルバゾールおよびその誘導体を包含する、請求項１記載のプロセス。
【請求項８】
抽出帯が段階型抽出装置である、請求項５記載のプロセス。
【請求項９】
抽出帯が差動式抽出装置である、請求項５記載のプロセス。
【請求項１０】
流動接触分解反応帯が下降流反応装置を含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項１１】
流動接触分解反応帯がライザー反応装置を含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項１２】
工程（ｄ）が、流動クラッキング塩基触媒としての流動クラッキング触媒、および触媒添加物を含む、流動クラッキング触媒の混合物を送ることを含む、請求項１記載のプロセス。
【請求項１３】
水素化分解された生成物および流動接触分解された生成物を生成するために原料を変換する統合システムであって、
有機硫黄および／または有機窒素化合物を含む芳香族分子を重質原油から抽出するように作動可能であって、炭化水素供給物を受け入れるための注入口、芳香族化合物に富む留分の排出口および芳香族化合物に乏しい留分の排出口を含む、芳香族化合物分離帯；
芳香族化合物に富む留分の排出口と流体連絡する注入口、水素化分解された生成物を排出するための排出口、および未変換の残油の流出物を排出するための排出口を有する水素化分解反応帯；および
芳香族化合物に乏しい留分の排出口と流体連絡する注入口、分解された生成物を排出するための排出口、軽質サイクルオイルのストリームを排出するための排出口、および重質サイクルオイルのストリームを排出するための排出口を有する流動接触分解反応帯
を含む、システム。
【請求項１４】
水素化分解された生成物および流動接触分解された生成物を生成するために原料を変換する統合プロセスであって、
ａ．炭化水素供給物を、不安定な有機硫黄および／または有機窒素化合物を含有する芳香族化合物に乏しい留分および立体障害のリフラクトリーな有機硫黄の芳香族化合物を含有する芳香族化合物に富む留分に分離し；
ｂ．芳香族化合物に富む留分を、相対的に高い圧力下で操作する水素化分解反応帯に通し、リフラクトリーな有機硫黄および／または有機窒素の芳香族化合物の少なくとも一部を変換し、かつ水素化分解された生成物のストリームと、未変換の残油の流出物とを生成し；
ｃ．未変換の残油の流出物の少なくとも一部を芳香族化合物の分離工程に再循環させ；
ｄ．芳香族化合物に乏しい留分を相対的に低い圧力下で操作する水素化処理反応帯に通し、芳香族化合物に乏しい留分の少なくとも一部を脱硫し、かつ水素化処理されたストリームを生成し；および
ｅ．水素化処理されたストリームを流動接触分解反応帯に通し、分解された生成物のストリーム、軽質サイクルオイルのストリームおよび重質サイクルオイルのストリームを生成すること
を含む、統合プロセス。
【請求項１５】
未変換の残油の流出物の一部を流動接触分解反応帯に送ることをさらに含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項１６】
軽質サイクルオイルの一部を水素化分解反応帯に送ることをさらに含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項１７】
重質サイクルオイルの一部を水素化分解反応帯に送ることをさらに含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項１８】
炭化水素供給物を芳香族化合物に乏しい留分および芳香族化合物に富む留分に分離することが、
炭化水素供給物および有効量の抽出溶媒を抽出帯に供して、
炭化水素供給物に含まれるメジャーな割合を占める芳香族化合物および抽出溶媒の一部を含有する抽出物、および
炭化水素供給物に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族化合物および抽出溶媒の一部を含有するラフィネート
を生成し；
少なくともかなりの割合を占める抽出溶媒をラフィネートより分離し、芳香族化合物に乏しい留分を保持し；および
少なくともかなりの割合を占める抽出溶媒を抽出物より分離し、芳香族化合物に富む留分を保持すること
を含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項１９】
芳香族化合物に富む留分が、ベンゾチオフェン、ベンゾチオフェンのアルキル化誘導体、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンのアルキル誘導体、ベンゾナフテノチオフェン、およびベンゾナフテノチオフェンのアルキル誘導体を包含する、請求項１４記載のプロセス。
【請求項２０】
芳香族化合物に富む留分がピロール、キノリン、アクリジン、カルバゾールおよびその誘導体を包含する、請求項１４記載のプロセス。
【請求項２１】
抽出帯が段階型抽出装置である、請求項１８記載のプロセス。
【請求項２２】
抽出帯が差動式抽出装置である、請求項１８記載のプロセス。
【請求項２３】
流動接触分解反応帯が下降流反応装置を含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項２４】
流動接触分解反応帯がライザー反応装置を含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項２５】
工程（ｅ）が、流動クラッキング塩基触媒としての流動クラッキング触媒、および触媒添加物を含む、流動クラッキング触媒の混合物を送ることを含む、請求項１４記載のプロセス。
【請求項２６】
水素化分解された生成物および流動接触分解された生成物を生成するために原料を変換する統合システムであって、
有機硫黄および／または有機窒素化合物を含む芳香族分子を重質原油から抽出するように作動可能であり、炭化水素供給物を受け取るための注入口、芳香族化合物に富む留分の排出口および芳香族化合物に乏しい留分の排出口を含む、芳香族化合物分離帯；
芳香族化合物に富む留分の排出口と流体連絡する注入口、水素化分解された生成物を排出するための排出口、および未変換の残油の流出物を排出するための排出口を有する水素化分解反応帯；
芳香族化合物に乏しい留分の排出口と流体連絡する注入口、および水素化処理された流出物を排出するための排出口を有する水素化処理反応帯；および
水素化処理された流出物の排出口と流体連絡する注入口、分解された生成物を排出するための排出口、軽質サイクルオイルのストリームを排出するための排出口、および重質サイクルオイルのストリームを排出するための排出口を有する流動接触分解反応帯
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、その内容がそのまま本明細書にて引用され、２０１１年７月２９日出願の米国仮特許出願第６１／５１３０８３号の利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、重質原油を変換し、超低含硫輸送燃料を生成するための統合プロセスおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の記載）
天然石油または原油の組成は、多数の因子、主に地理的要因で大きく変化し、たとえ特定の領域内であってもその組成は変化しうる。実際に、粗製物であるすべての供給源に共通して、ヘテロ原子、例えば硫黄、窒素、ニッケル、バナジウム等が、精製装置にて原油の留分を精製処理するのに影響を及ぼす量で存在する。軽質原油またはコンデンセートは硫黄を０．０１重量％（Ｗ％）と低い濃度で含有するのに対して、重質原油は５−６Ｗ％と高い濃度で含有する。同様に原油の窒素含量は０．００１−１．６Ｗ％の範囲にある。これらの不純物は、最終製品（例えば、ガソリン、ディーゼル、燃料オイル）に関する、または異性化の改質などのさらなる品質向上のために処理することを必要とする精製途中にあるストリームに関する環境規制に適合するようにその精製の間に除去されなければならない。
【０００４】
原油は輸送燃料および石油化学原料を生成するために精製される。典型的には、輸送燃料は、個々の最終用途の仕様を満たすように原油からの蒸留された留分を処理し、ブレンドすることにより生成される。最初の常圧蒸留および／または真空蒸留の後に、留分を種々の触媒接触および／または非触媒接触プロセスにより生成物に変換する。触媒接触プロセスは、一般に、水素反応の有無に基づき分類される。水素を含むプロセス（広く、水素化処理と称されることも多い）は、例えば、主に脱硫および脱窒素のための水素化処理すること、および重質化合物を特定の生成物仕様により適する軽質化合物に変換するために水素化分解することを包含する。水素添加を含まないプロセスは流動接触分解を包含する。
【０００５】
第二モードは、約５４０℃未満の反応変換温度で、固定床の触媒を含む反応帯を用いて炭化水素原料を添加された水素と触媒接触変換するものである。この第二モードが広く知られているため、固定床水素分解プロセスは、石油精製業者による商業的支持を得ているが、このプロセスには下記に述べられているようないくつかの不利な点がある。長時間の稼働および操業にて高い信頼性を得ようとするには、固定床水素化分解装置は、触媒の安定性を得るのに、触媒の高いインベントリー、および一般に１５０ｋｇ／ｃｍ２以上で操作される、相対的に高圧の反応帯を必要とする。触媒の固定相上を通る反応体の二相流は、反応帯内で不均一な分布を創り出すことが多く、同時に触媒の非効率的利用および反応体の不完全な変換をもたらす。さらには、一時的な誤操作または電力不足は、触媒の再生または置換のためにプロセスのシャットダウンを必要とするかもしれない重大な触媒コーキングを引き起こし得る。
【０００６】
今日利用される原油の大部分は硫黄の含量が高く、蒸留された留分は性能仕様および／または環境基準を満たす生成物を得るのに脱硫されなければならない。
【０００７】
処理の間の硫黄化合物の大気中への排出、および含硫サワー原油から得られる石油生成物の最終使用は健康および環境問題を引き起こす。輸送および他の燃料生成物に適用される厳格な硫黄軽減の仕様は精油業に衝撃をもたらしており、精製業者はガスオイル中の硫黄含量を１００万分の１０重量部（ｐｐｍｗ）以下に大きく減らすように資本投資する必要がある。米国、日本および欧州連合の国々などの先進工業国にて、精製業者は環境的にクリーンな輸送燃料を生成することが既に要求されている。例えば、２００７年に、米環境保護庁は、道路用ディーゼル燃料の硫黄含量を５００ｐｐｍｗ（低硫黄ディーゼル）から１５ｐｐｍｗ（超低硫黄ディーゼル）に９７％減少させることを要求した。欧州連合はさらにより厳格な基準を制定し、２００９年に販売されるディーゼルおよびガソリン燃料は硫黄の含量が１０ｐｐｍｗよりも低いことを要求した。他の国々は米国および欧州連合に倣い、精製業者が超低硫黄レベルの輸送燃料を生成することを要求する規制で取り組んでいる。
【０００８】
典型的には、炭化水素燃料に含まれる含硫化合物は、脂肪族および芳香族系分子を包含する。脂肪族含硫化合物は、スルフィド、ジスルフィドおよびメルカプタンを包含する。芳香族分子は、チオフェン、ベンゾチオフェンとその長鎖アルキル化誘導体、ジベンゾチオフェンおよび４，６−ジメチル−ジベンゾチオフェンなどのそのアルキル誘導体を包含する。高度に分岐した特定の芳香族分子は硫黄原子の除去を立体的に妨げ、穏やかな水素化脱硫法を用いて脱硫することがいくらかはより困難（リフラクトリー）となる。
【０００９】
含硫芳香族化合物のうち、チオフェンおよびベンゾチオフェンは、相対的に穏やかな条件下で通常の水素化脱硫を用いて比較的容易に除去される。アルキル基の環化合物への付加は水素化脱硫の困難性を大きくし（すなわち、より高い温度、触媒の必要性等を要求する）、しばしば他の型の硫黄除去技術が開発される。
【００１０】
もう一つ別の環をベンゾチオフェンファミリーに付加することで得られるジベンゾチオフェンでは、なおさら脱硫が困難であり、その困難性はそのアルキル置換に従って大きく変化し、ジ−ベータ置換の場合に脱硫が最も困難であり、故にその「リフラクトリー」なる用語を用いることが妥当となる。これらのベータ置換基により、ヘテロ原子が触媒上にある活性部位に曝されることが妨げられる。
【００１１】
従って、リフラクトリーな含硫化合物の安価な除去はその達成が非常に困難であり、よって炭化水素燃料中の含硫化合物を超低硫黄レベルにまで除去することは現行の水素化処理法では多くの費用を要する。以前の規制で硫黄レベルが５００ｐｐｍｗまで許容されていた時は、従来の水素化脱硫能を超えて脱硫する必要性または動機はほとんどなく、かくしてリフラクトリーな含硫化合物は標的とされなかった。しかしながら、より厳格な硫黄仕様に合わせるためには、これらのリフラクトリーな含硫化合物を炭化水素燃料ストリームからかなり取り除かれなければならない。
【００１２】
水素化分解プロセスが多数の精油業者にて商業的に使用されている。該プロセスは、従来型の水素化分解ユニットで３７０℃〜５２０℃の範囲で沸騰し、その他の水素化分解ユニットで５２０℃以上で沸騰する種々の供給物を処理するのに使用される。一般に、水素化分解プロセスは、供給物の分子を、平均揮発度がより高く、より高い経済的価値を有する、より小さな、すなわちより軽質な分子に分割する。加えて、水素化分解プロセスは、典型的には、脱硫および脱窒工程として供しうる。
【００１３】
穏やかな水素化分解または一段階の貫流型水素化分解の操作が、典型的には、既知の水素化分解の構成のうち最も簡単な操作が、典型的な水素化処理プロセスよりも厳密で、典型的な全圧水素化分解プロセスよりも厳密でない条件で起こる。この水素化分解プロセスは費用対効果がより高いが、典型的には生成物の収率が比較的低く、ヘテロ原子（硫黄および窒素を含む）の含量が高い結果をもたらす。原料および生成物の仕様に応じて、単一または複数の触媒システムが使用され得る。複数の触媒システムは、スタック床の構成として、または複数の反応装置にて配置され得る。穏やかな水素化分解操作は、一般には費用対効果が高いが、全圧水素化分解操作と比べて、典型的には収率が低く、中間蒸留生成物の質の低下をもたらす。
【００１４】
連続流式（series-flow）水素化分解プロセスにて、第一反応装置からの水素化処理／水素化分解された生成物ストリーム全体、すなわちこのストリームには軽質ガス（例えば、Ｃ１−Ｃ４、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３）および残りのすべての炭化水素を含んでいるが、このストリームを第二反応装置に送る。２段階構成にて、ヘテロ原子の除去を強化するために、原料は第一反応装置にある水素化処理触媒床を通ることで精製される。流出物は分留装置のカラムを通り、例えば、３６℃〜３７０℃の範囲の温度で沸騰する、軽質ガス、ナフサおよびディーゼル生成物に選別される。重質炭化水素を付加的な分解のために第二反応装置に通す。
【００１５】
水素を付加することなく炭化水素を触媒接触変換することは、特定の留分に対する別の型のプロセスである。この型の最も広く使用されるプロセスは、一般に、流動接触分解（ＦＣＣ）プロセスと称される。原料は、触媒ストリームを循環しながら（しかして「流動」なる用語を用いる）、典型的には約４８０℃〜約５５０℃の範囲にて操作する変換帯に導入される。このモードは、相対的に低圧、すなわち５０ｐｓｉｇ以下で操作されるという利点がある。しかしながら、ＦＣＣプロセスのある欠点として、水素添加率が相対的に低く、反応温度が相対的に高く、そのために触媒上のコークス形成を加速しやすく、連続的再生を必要とすることが挙げられる。
【００１６】
ＦＣＣプロセスにて、原料は流動式酸性触媒床上で触媒を用いて分解される。かかるプロセスからの主たる生成物は、少量ではあるが液化石油ガスまたは分解軽油などの他の生成物もＦＣＣプロセスを通して生成されるが、通常ガソリンである。触媒上に堆積したコークスは、再生帯にて相対的に高温で空気の存在下で燃やされ、再循環して反応帯に戻される。
【００１７】
個々の、かつ別個の水素化分解およびＦＣＣプロセスは十分に開発され、その意図する目的に適するものであるが、それにも拘わらず、重質原油の留分を高品質の輸送燃料に安価かつ効果的な方法にて高収率で変換する方法に対する要求がまだある。
【発明の概要】
【００１８】
一または複数の実施態様において、本発明は水素化分解、水素化処理およびＦＣＣプロセスを合わせ、原料の重質原油の変換を最適化し、クリーンな炭化水素燃料を生成する、システムおよびプロセスに関する。
【００１９】
一または複数の実施態様において、輸送燃料を生成するための重質原油の変換用の統合プロセスが提供される。該プロセスは、
ａ．炭化水素供給物を、不安定な有機硫黄化合物を含有する芳香族化合物に乏しい留分および立体障害のあるリフラクトリーな有機硫黄および有機窒素の芳香族化合物を含有する芳香族化合物に富む留分に分離し；
ｂ．芳香族化合物に富む留分を、相対的に高い圧力下で操作する水素化分解反応帯に通し、リフラクトリーな有機硫黄および有機窒素の芳香族化合物の少なくとも一部を変換し、かつ水素化分解された生成物のストリームと、未変換の残油の流出物とを生成し；
ｃ．未変換の残油の流出物の少なくとも一部を芳香族化合物の分離工程に再循環させ；および
ｄ．芳香族化合物に乏しい留分を流動接触分解反応帯に通し、分解された生成物のストリーム、軽質サイクルオイルストリームおよび重質サイクルオイルストリームを生成する
ことを含む。
【００２０】
一または複数のさらなる実施態様において、重質原油を変換して輸送燃料を生成する統合プロセスが提供される。該プロセスは、
ａ．炭化水素供給物を、不安定な有機硫黄および有機窒素化合物を含有する芳香族化合物に乏しい留分および立体障害のリフラクトリーな芳香族有機硫黄化合物を含有する芳香族化合物に富む留分に分離し；
ｂ．芳香族化合物に富む留分を、相対的に高い圧力下で操作する水素化分解反応帯に通し、リフラクトリーな芳香族有機硫黄および有機窒素化合物の少なくとも一部を変換し、水素化分解された生成物のストリームと、未変換の残油の流出物とを生成し；
ｃ．未変換の残油の流出物の少なくとも一部を芳香族化合物の分離工程に再循環させ；
ｄ．芳香族化合物に乏しい留分を相対的に低い圧力下で操作する水素化処理反応帯に通し、芳香族化合物に乏しい留分の少なくとも一部を脱硫し、水素化処理されたストリームを生成し；および
ｅ．水素化処理されたストリームを流動接触分解反応帯に通し、分解された生成物のストリーム、軽質サイクルオイルストリームおよび重質サイクルオイルストリームを生成する
ことを含む。
【００２１】
本発明のシステムおよびプロセスに関連して本明細書に使用される場合、有機硫黄および／または有機窒素と関連した「不安定」なる語は、穏やかな従来の水素化脱硫の圧力および温度の条件下で比較的容易に脱硫されうるそれらの有機硫黄および／または有機窒素化合物を意味し、有機硫黄および／または有機窒素化合物と関連した「リフラクトリー」なる語は、穏やかな従来の水素化脱硫の条件下で脱硫することが比較的困難であるそれらの有機硫黄および／または有機窒素化合物を意味する。
【００２２】
さらに別の態様、実施態様、ならびにこれら例示的な態様および実施態様は以下に詳細に検討されている。その上、上記した情報および下記の詳細な記載は種々の態様および実施態様の単なる例示であって、請求されている態様および実施態様の特性および特徴を理解するための要約または骨格の提供を意図とする。添付した図面は、種々の態様および実施態様を説明するため、さらに理解するために提供されており、本明細書に組み込まれており、その一部を構成するものである。図面は、その本明細書の残りと一緒になって、記載および請求されている態様および実施態様の原理および作用を説明するのに供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
次の概要ならびに以下の詳細な記載は、添付した図面と併せて読むと、最も理解されるであろう。しかしながら、本発明は図示される配置および装置そのものに限定されるものではないことを理解すべきである。図面中、その中で同一または類似する符号は、同一または類似する構成要素に言及するように使用される。
【００２４】
【図１】本明細書に記載の統合選択的水素化分解およびＦＣＣ装置の工程系統図を示す。
【００２５】
【図２】本明細書に記載の統合選択的水素化分解、水素化処理およびＦＣＣ装置の工程系統図を示す。
【００２６】
【図３】下降流ＦＣＣ反応装置の一般化図である。
【００２７】
【図４】ライザーＦＣＣ反応装置の一般化図である。
【００２８】
【図５】芳香族化合物分離帯の概略図である。
【００２９】
【図６】芳香族化合物の抽出帯として用いるのに適する装置の一例を示す。
【図７】芳香族化合物の抽出帯として用いるのに適する装置の一例を示す。
【図８】芳香族化合物の抽出帯として用いるのに適する装置の一例を示す。
【図９】芳香族化合物の抽出帯として用いるのに適する装置の一例を示す。
【図１０】芳香族化合物の抽出帯として用いるのに適する装置の一例を示す。
【図１１】芳香族化合物の抽出帯として用いるのに適する装置の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
上記した目的、さらなる利点は、選択的水素化分解およびＦＣＣ操作を組み合わせて高品質の炭化水素燃料を効果的に生成する装置およびプロセスにより提供される。
【００３１】
この略図および記載の簡素化のために、精製を行う際に通例的に使用され、かつ当業者に周知の多くの弁、温度センサー、電気制御装置等は含まれていない。さらには、例えば、空気供給、触媒ホッパーおよび排ガス取り扱い装置などのＦＣＣプロセスに付随するコンポーネントも図示していない。加えて、例えば、ブリードストリーム（bleed stream）、使用済み触媒を排出するサブシステムおよび触媒を取り替えるサブシステムなどの水素化分解ユニットを含む、従来の精製操作に付随するコンポーネントも図示していない。
【００３２】
図１に関して、統合水素化分解およびＦＣＣシステム１１０の工程系統図を提供する。システム１１０は、一般に、芳香族化合物分離帯１１４、水素化分解帯１２０およびＦＣＣ反応・分離帯１３０を含む。
【００３３】
芳香族化合物分離帯１１４は、一般に、供給物の注入口１１２、ＦＣＣ反応・分離帯１３０と流体連絡している芳香族化合物に乏しい留分の排出口（aromatic-lean outlet）１１８、および水素化分解帯１２０と流体連絡している芳香族化合物に富む留分の排出口（aromatic-rich outlet）１１６を含む。芳香族化合物分離帯１１４の種々の実施態様を図５−１１と併せて本明細書にてさらに詳細に記載する。
【００３４】
水素化分解帯１２０は、一般に、芳香族化合物に富む留分の排出口１１６ならびにＦＣＣ反応・分離帯からのサイクルオイル排出口１３６、１３８と流体連絡している注入口１２２；水素ガス注入口１２４；水素化分解生成物の排出口１２６；および未変換の残油の排出口１２８を含む。未変換の残油の排出口１２８は、芳香族および非芳香族化合物をさらに分離するために、芳香族化合物の分離帯１１４の供給物の注入口１１２とコンデット１２７を介して流体連絡している。ある実施態様において、未変換の残油の排出口１２８もまた、ＦＣＣ反応帯１３０の注入口１３２と任意のコンデット１３１を介して流体連絡している。
【００３５】
一般に、ＦＣＣ反応・分離帯１３０は、芳香族化合物に乏しい留分の排出口１１８（所望により、コンデット１３１を通る未変換の残油の排出口１２８であってもよい）と流体連絡する供給物の注入口１３２を含む。ＦＣＣ反応・分離帯１３０は、生成物、一部分解された炭化水素、未反応の炭化水素および副生成物を排出するための複数の排出口を含む。特に、ＦＣＣ反応装置からの流出物は分留され、水およびガスの排出口１３３、分解された生成物の排出口１３４、軽質サイクルオイルストリームの排出口１３６および重質サイクルオイルストリームの排出口１３８を介して排出される。軽質サイクルオイルストリームの排出口１３６および重質サイクルオイルストリームの排出口１３８は、水素化分解反応帯１２０での分解反応および／またはヘテロ原子の除去反応のために注入口１２２と流体連絡している。
【００３６】
システム１１０を操作する間に、炭化水素ストリームは芳香族化合物の分離帯１１４の注入口１１２を介して導入され、芳香族化合物に乏しい留分の排出口１１８を介して排出される芳香族化合物に乏しい留分ストリーム（aromatic-lean stream）と、芳香族化合物に富む留分の排出口１１６から排出される芳香族化合物に富む留分ストリーム（aromatic-rich stream）とに分けられる。芳香族化合物に富む留分は、一般に、最初の原料中に含まれていたメジャーな割合を占める芳香族化合物、および最初の原料に含まれるマイナーな割合を占める非芳香族化合物を含む。芳香族化合物に乏しい留分は、一般に、最初の原料中に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族化合物、および最初の原料に含まれるマイナーな割合を占める芳香族化合物を含む。
【００３７】
典型的な既知の方法と異なり、本発明のプロセスは、供給物を、水素化分解の条件に関して異なる反応性を有する異なる種類の化合物を含有する留分に選別する。通常、大抵の方法は原料の異なる留分を別々に処理し、その途中で貯蔵槽等を必要とするか、あるいはまた所望の安価なプロセスを得るのに全収率を断念する。
【００３８】
芳香族化合物の抽出操作は、典型的には、芳香族および非芳香族化合物の間で明確なカットオフを提供しないため、芳香族化合物に乏しい留分は、最初の供給物に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族含有物、および最初の供給物に含まれるマイナーな割合を占める芳香族含有物（例えば、最初の供給物に含まれる特定割合のチオフェンおよび短鎖アルキル誘導体）を含有し、芳香族化合物に富む留分は、最初の供給物中に含まれるメジャーな割合を占める芳香族含有物、および最初の供給物中に含まれるマイナーな割合を占める非芳香族含有物を含有する。芳香族に富む留分中の非芳香族化合物の量、および芳香族化合物に乏しい留分中の芳香族化合物の量は、抽出の型、（抽出の型が適切であるとして）抽出装置における理論的なプレートの数、溶媒の型および溶媒割合を含む、当業者に明瞭である、種々の構成要素に依存する。
【００３９】
芳香族化合物に富む留分中に抽出される供給物の部分は、ヘテロ原子を含有する芳香族化合物およびヘテロ原子のない芳香族化合物を包含する。芳香族化合物に富む留分中に抽出されるヘテロ原子含有の芳香族化合物は、一般に、芳香族硫黄化合物および芳香族窒素化合物を包含する。芳香族に富む留分中に抽出される有機硫黄化合物は、供給物から由来のチオフェン、チオフェンの長鎖アルキル化誘導体、ベンゾチオフェン、ベンゾチオフェンのアルキル化誘導体、ジベンゾチオフェン、立体障害の４，６−ジメチルジベンゾチオフェンなどのジベンゾチオフェンのアルキル誘導体、ベンゾナフテノチオフェン、およびベンゾナフテノチオフェンのアルキル誘導体のある部分を包含する。芳香族化合物に富む留分中に抽出される有機窒素化合物は、ピロール、キノリン、アクリジン、カルバゾールおよびその誘導体を包含する。これらの含窒素および含硫黄芳香族化合物は、一般に、抽出溶媒におけるその溶解度によって芳香族化合物の分離工程にて標的とされる。ある実施態様において、含窒素および含硫黄芳香族化合物の選択性は、付加的な段階および／または選択的溶媒の使用によって強化される。最初の供給物、すなわち水素化処理の前に存在してもよい、種々の非芳香族有機硫黄化合物は、メルカプタン、スルフィドおよびジスルフィドを包含する。芳香族化合物の抽出操作の型および／または条件に応じて、好ましくは、非芳香族含窒素および含硫黄化合物の極めて少量の部分が芳香族化合物に富む留分に移動しうる。
【００４０】
本明細書にて使用されるように、「メジャーな割合を占める非芳香族化合物」なる語は、少なくとも５０重量％よりも多くの、ある実施態様において少なくとも約８５重量％よりも多くの、さらなる実施態様において少なくとも約９５重量％よりも多くの非芳香族化合物が抽出帯への供給物に含まれることを意味する。また、本明細書にて使用されるように、「マイナーな割合を占める非芳香族化合物」なる語は、わずか５０重量％の、ある実施態様においてわずか約１５重量％の、さらなる実施態様においてわずか約５重量％の非芳香族化合物が抽出帯に含まれることを意味する。
【００４１】
本明細書にて使用されるように、「メジャーな割合を占める芳香族化合物」なる語は、少なくとも５０重量％よりも多くの、ある実施態様において少なくとも約８５重量％よりも多くの、さらなる実施態様において少なくとも約９５重量％よりも多くの芳香族化合物が抽出帯への供給物に含まれることを意味する。また、本明細書にて使用されるように、「マイナーな割合を占める芳香族化合物」なる語は、わずか５０重量％の、ある実施態様においてわずか約１５重量％の、さらなる実施態様においてわずか約５重量％の芳香族化合物が抽出帯に含まれることを意味する。
【００４２】
芳香族化合物に富む留分を、相対的に高圧で操作する水素化分解反応帯１２０の注入口１２２に送り、少なくとも一部のリフラクトリーな芳香族有機硫黄および有機窒素化合物を変換し、排出口１２６を介して、例えば、約３６℃〜約１８０℃の公称沸点範囲を有するナフサおよび約１８０℃〜約３７０℃の公称沸点範囲を有するディーゼルを含む水素化分解された生成物のストリームを生成する。排出口１２６を通る水素化分解された生成物のストリームは有機硫黄および有機窒素化合物を低レベルで含有する。未変換の残油の流出物を排出口１２８を介して排出する。少なくとも一部の変換されなかった残油の流出物をコンデット１２７を介して再循環で芳香族化合物の分離帯１１４の注入口１１２に戻す。ある実施態様にて、変換されなかった残油の流出物はまた、コンデット１３１を通り、ＦＣＣ反応帯１３０の注入口１３２に移される。さらには、ブリードストリーム１２１も、排出口１２８より排出し得る。
【００４３】
芳香族化合物に乏しい留分は、最初の供給物に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族含有物を含有し、不安定な有機硫黄および有機窒素化合物および最初の供給物に含まれるマイナーな割合を占める芳香族含有物を含有する。芳香族化合物に乏しい留分をＦＣＣ反応帯１３０の注入口１３２に送り、排出口１３４を通るＦＣＣ分解の生成物のストリームを、排出口１３６を通る軽質サイクルオイルのストリームを、および排出口１３８を通る重質サイクルオイルのストリームを生成する。排出口１３４を通って得られた生成物のガソリンは低レベルの有機硫黄化合物を含有する。
【００４４】
ある実施態様において、軽質および重質の両方のサイクルオイルは、任意のブリードストリームを軽質および重質サイクロオイルを合わせたストリームと一緒に単一の排出口を介して排出され得る。ガソリンと、所望によりオレフィンなどの他の生成物は回収され、最終または中間生成物、すなわち下流にてさらに分離および／または処理に供され得る生成物として集められる。
【００４５】
ＦＣＣ反応・分離帯の排出口１３６からの軽質サイクルオイル、およびＦＣＣ反応・分離帯の排出口１３８からの重質サイクロオイルを含むサイクロオイルを合わせ、水素化分解帯１２０の注入口１２２に移す。重質サイクルオイルストリームよりも重く、典型的には触媒粒子を含有するスラリー状オイルストリームであるブリードストリーム１３９も、ＦＣＣ反応・分離帯１３０より排出し得る。
【００４６】
付加的な実施態様において、水素化分解反応帯１２０に導入される原料から分離される原料の供給源を、所望により、例えばコンデット１２９を通して、ＦＣＣ反応・分離帯１３０に送ってもよい。この原料は、水素化分解反応帯１２０に導入される原料と、その特性において同一でまたは異なり得る。ある実施態様において、コンデット１２９を介して導入される原料は硫黄および窒素含量の低い処理された真空軽油である。また、蒸気をＦＣＣ反応・分離帯１３０への供給物と統合し、供給物をＦＣＣ反応ユニット中に噴霧化または分散させることができる。
【００４７】
図２について、本発明に係る統合システム２１０を図で説明する。一般に、システム２１０は芳香族化合物分離帯２１４、水素化分解反応帯２２０、水素化処理反応帯２４０およびＦＣＣ反応・分離帯２３０を含む。
【００４８】
芳香族化合物分離帯２１４は供給物注入口２１２、芳香族化合物に乏しい留分の排出口２１８および芳香族化合物に富む留分の排出口２１６を含む。芳香族化合物分離帯２１４のユニット操作に包含される、種々の実施態様のユニット操作を、図５−１１と併せて本明細書にてさらに詳細に記載する。
【００４９】
水素化分解反応帯２２０は、芳香族化合物に富む留分の排出口２１６と流体連絡する注入口２２２、水素ガス注入口２２４、水素化分解された生成物の排出口２２６および未変換の残油の排出口（unconverted bottoms outlet）２２８を含む。未変換の残油の排出口２２８は供給注入口２１２と流体連絡しており、芳香族化合物と非芳香族化合物をさらに分離するために、未変換の残油を芳香族化合物の分離帯２１４にコンデット２２７を介して再循環させる。ある実施態様において、未変換の残油の排出口２２８はまた、ＦＣＣ反応・分離帯２３０の注入口２３２と任意のコンデット２３１を介して流体連絡している。
【００５０】
水素化処理反応帯２４０は芳香族化合物に乏しい留分の排出口２１８と流体連絡する注入口２４４、水素ガス注入口２４６、および水素化処理流出物の排出口２４２を含む。
【００５１】
ＦＣＣ反応・分離帯２３０は水素化処理の流出物の排出口２４２と流体連絡している注入口２３２を含む（所望により、コンデット２３１を通る未変換の残油の排出口２２８を含んでもよい）。ＦＣＣ反応・分離帯２３０は生成物、部分的に分解された炭化水素、未反応の炭化水素および副生成物を送り出すための複数の排出口を含む。特に、ＦＣＣ反応装置からの流出物は分留され、水およびガスの排出口２３３、ＦＣＣ分解の生成物の排出口２３４、軽質サイクルオイルストリームの排出口２３６および重質サイクルオイルストリームの排出口２３８を介して送り出される。軽質サイクルオイルストリーム２３６および重質サイクルオイルストリームの排出口２３８は、水素化分解反応帯２２０にてさらなる分解反応および／またはヘテロ原子除去反応のために注入口２２２と流体連絡している。
【００５２】
システム２１０を操作する間は、炭化水素ストリームは注入口２１２を介して芳香族化合物の分離帯２１４に導入され、芳香族化合物に乏しい留分の排出口２１８を通って排出される芳香族化合物に乏しい留分のストリームと、芳香族化合物に富む留分の排出口２１６を通って排出される芳香族化合物に富む留分のストリームとに分けられる。芳香族化合物の抽出帯２１４からの芳香族化合物に富む留分は、一般に、最初の原料に含まれるメジャーな割合を占める芳香族化合物および最初の原料に含まれるマイナーな割合を占める非芳香族化合物を含む。芳香族化合物に乏しい留分は、一般に、最初の原料中に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族化合物および最初の原料中に含まれるマイナーな割合を占める芳香族化合物を含む。
【００５３】
芳香族化合物に富む留分を、相対的に高圧下で操作する水素化分解反応帯２２０の注入口２２２に送り、少なくとも一部のリフラクトリーな芳香族有機硫黄および有機窒素化合物を変換し、排出口２２６を介して、例えば、約３６℃〜約１８０℃の公称沸点範囲を有するナフサおよび約１８０℃〜約３７０℃の公称沸点範囲を有するディーゼルを含む水素化分解された生成物のストリームを生成する。排出口２２６を通る水素化分解された生成物のストリームは有機硫黄および有機窒素化合物を低レベルで含有する。未変換の残油の流出物を排出口２２８を介して排出する。少なくとも一部の未変換の残油の流出物をコンデット２２７を介して再循環で芳香族化合物の分離帯２１４の注入口２１２に戻す。ある実施態様にて、未変換の残油の流出物はまた、コンデット２３１を通り、ＦＣＣ反応帯２３０の注入口２３２に移される。さらには、ブリードストリーム２２１はまた、排出口２２８より排出され得る。
【００５４】
芳香族化合物に乏しい留分は、最初の供給物に含まれるメジャーな割合を占める非芳香族化合物を含有し、不安定な有機硫黄および有機窒素化合物および最初の供給物に含まれるマイナーな割合を占める芳香族化合物を含有する。芳香族化合物に乏しい留分を、相対的に低圧下で稼働する水素化処理反応帯２４０の注入口２４４に送り、芳香族化合物に乏しい留分を脱硫し、排出口２４２を介して水素化処理の流出物を排出する。
【００５５】
水素化処理の流出物をＦＣＣ反応帯２３０の注入口２３２に送り、ＦＣＣ分解の生成物ストリームを排出口２３４を介して、軽質サイクルオイルストリームを排出口１３６を介して、および重質サイクルオイルストリームを排出口１３８を介して排出する。排出口２４４を通って得られる生成物のガソリンは低レベルの有機硫黄化合物を含有する。
【００５６】
システム１１０に関して言及されるように、ＦＣＣ反応・分離帯の排出口２３６からの軽質サイクルオイルおよびＦＣＣ反応・分離帯の排出口２３８からの重質サイクロオイルを含む、サイクルオイルを合わせ、水素化分解反応帯２２０の注入口２２２に移す。重質サイクルオイルストリームよりも重く、典型的には触媒粒子を含有するスラリー状オイルストリームであるブリードストリーム２３９も、ＦＣＣ反応・分離帯２３０より排出され得る。
【００５７】
付加的な実施態様において、水素化分解反応帯２２０に導入される原料から分離される原料の供給源は、所望により、例えばコンデット２２９を通して、ＦＣＣ反応・分離帯２３０に送られてもよい。この原料は、水素化分解反応帯２２０に導入される原料と、その特性において同一でまたは異なり得る。ある実施態様において、コンデット２２９を介して導入される原料は硫黄および窒素含量の低い処理された真空軽油である。加えて、蒸気をＦＣＣ反応・分離帯２３０への供給物と統合し、供給物をＦＣＣ反応ユニット中に噴霧化または分散させることができる。
【００５８】
上記の装置およびプロセスにて使用される最初の原料は、種々の供給源より得られる原油またはある程度精製されたオイル生成物であり得る。原料供給源は、原油、合成原油、ビチューメン、油砂、シェールオイル、石炭液化油、または上記した供給源の一を含む組み合わせであり得る。例えば、原料は直留軽油または真空軽油などの他の精製途中のストリーム、溶媒脱アスファルト化プロセスより得られる脱アスファルト油および／または脱金属油、コーキングプロセスより得られる軽質コーカーまたは重質コーカー軽油、本明細書に記載の統合ＦＣＣプロセスとは別のＦＣＣプロセスより得られるサイクルオイル、ビスブレーキングプロセスより得られる軽油、あるいは上記の原料の組み合わせでもあり得る。特定の実施態様において、真空軽油は統合プロセスのための適切な原料である。適切な原料は、約３６℃〜約９００℃の沸点を有する炭化水素を含有し、ある実施態様においては、約３５０℃〜約５６５℃の範囲にある。
【００５９】
適切な水素化分解反応装置は、固定床反応装置、移動床反応装置、沸騰床反応装置、バッフルを備えたスラリー浴反応装置、攪拌床反応装置、回転式管反応装置、スラリー床反応装置、あるいは当業者によって認識される他の適当な反応装置を包含する。ある実施態様にて、特に真空軽油および類似する原料にて、固定床反応装置が利用される。付加的な実施態様にて、特に重質原料および分解が困難である他の原料では、沸騰床反応装置が利用される。
【００６０】
一般に、水素化分解反応帯における反応装置の操作条件は：
反応温度が約３００℃〜約５００℃、特定の実施態様において約３３０℃〜約４２０℃であり；
水素分圧が約６０ｋｇ／ｃｍ２〜約２００ｋｇ／ｃｍ２、特定の実施態様において約６０ｋｇ／ｃｍ２〜約１４０ｋｇ／ｃｍ２であり；
水素供給率が、約２５００までの、１リットルの炭化水素の供給量に付き標準状態の水素のリットル数（ＳＬｔ／Ｌｔ）、特定の実施態様にて約５００〜２５００ＳＬｔ／Ｌｔ、さらなる実施態様にて約１０００〜１５００ＳＬｔ／Ｌｔである。
【００６１】
水素化分解性触媒は、非晶質アルミナ触媒、非晶質シリカアルミナ触媒、ゼオライト性触媒を含む、そのいずれか一つまたはそれらの組み合わせを包含しうる。水素化分解性触媒は、ある実施態様において、Ｎｉ、Ｗ、ＭｏまたはＣｏを含む、そのいずれか一つまたはそれらの組み合わせを包含する、活性相材料を有し得る。
【００６２】
適切な水素化処理反応装置（例えば、水素化処理の反応帯２４０にて使用される反応装置）は、固定床反応装置、移動床反応装置、沸騰床反応装置、バッフルを備えたスラリー浴反応装置、攪拌床反応装置、回転式管反応装置、スラリー床反応装置、あるいは当業者によって認識される他の適当な反応装置を包含する。
【００６３】
一般に、水素化処理反応帯での反応装置の操作条件は、反応温度を約３００℃〜約５００℃の、特定の実施態様にて約３２０℃〜約３８０℃の範囲とすること；および操作圧を約２０バール〜約１００バールの、ある実施態様において、約３０バール〜約６０バールの範囲とすることを包含する。
【００６４】
水素化処理帯は、周期律表の元素族ＶＩ、ＶＩＩまたはＶＩＩＩＢより選択される１または複数の活性金属成分を有する水素化処理触媒を利用する。ある実施態様において、活性な金属成分は、一の支持体、例えばアルミナ、シリカアルミナまたはゼオライト上に典型的には被覆されているか、さもなければ組み込まれている、一または複数のコバルト、ニッケル、タングステンおよびモリブデンである。ある実施態様において、第一の水素化処理帯で使用される水素化処理触媒、すなわち穏やかな条件下で機能する触媒は、アルミナ基質上に被覆されているコバルトおよびモリブデンの組み合わせを包含する。
【００６５】
接触分解反応は、ガソリンまたはオレフィン類の形成を促進し、水素移動反応などのオレフィン消費反応を最小とする条件下のＦＣＣ反応帯１３０または２３０にて起こる。これらの条件は、一般に、ＦＣＣユニットの型および構成に依存する。
【００６６】
日本のニッポン・オイル・コーポレーションによって開発されたＨＳ−ＦＣＣプロセス；中国、北京のシノペック・リサーチ・インスチテュート・オブ・ペトロリウム・プロセシングにより開発されたディープ・キャタライティック・クラッキング（ＤＣＣ−１およびＤＣＣ−ＩＩ）およびキャタライティック・ピロリシス・プロセス；インドのインディアン・オイル・コーポレーションによって開発されたインドマックス・プロセス；米国、テキサス州、アービングのエクソン・モービルおよび米国、テキサス州、ヒューストンのＫＢＲインコーポレイテッドによって開発されたＭＡＸＯＦＩＮ（登録商標）；フィンランド、フォータムのフォータム・コーポレーションにより開発されたＮＥｘＣＣ（登録商標）；米国、イリノイ州、デスプレーンズのＵＯＰ・ＬＬＣによって開発されたＰｅｔｒｏＦＣＣ；米国、ニュージャージ州、ブルームフィールドのＡＢＢランムス・グローバル・インコーポレイテッドにより開発されたセレクティブ・コンポーネント・クラッキング；ブラジルのペトロブラスにより開発されたハイ・オレフィンＦＣＣ；および米国、マサチューセッツ州、ストートンのストーン＆ウェブスター・インコーポレイテッドにより開発されたウルトラ・セレクティブ・クラッキングを含む、オレフィン類およびガソリンの形成を促進する条件下で操作される種々の型のＦＣＣ反応装置が知られている。
【００６７】
ある実施態様において、適当なＨＳ−ＦＣＣユニットの操作は下降流反応装置を含み、高い反応温度、短い接触時間および触媒のオイルに対する高い割合によって特徴付けられる。下降流反応装置は、気化させた供給物により触媒を上昇させる必要がないため、触媒のオイルに対する割合をより高くすることが可能である。反応温度は約５５０℃〜約６５０℃の範囲にあり、それは通常のＦＣＣ反応温度よりも高い。これらの反応温度下で、二つの競合分解反応、熱分解および接触分解反応が起こる。熱分解は軽質生成物、主に乾燥ガスおよびコークスの形成に寄与し、その一方で接触分解はプロピレンの収量を増大させる。したがって、下降流反応装置にある滞留時間は相対的に短く、例えば約１秒未満であり、ある実施態様においては約０．２−０．７秒であって、熱分解を最小限とする。水素移動反応などの、オレフィンを消費する、望ましくない第二の反応は、滞留時間が極めて短いため、抑制される。その短い滞留時間の間に変換を最大とするために、触媒のオイルに対する高い割合、例えば、２０：１より大きな割合で使用され、触媒および原料が該反応装置の注入口で混合かつ分散され、該反応装置の排出口で直ちに分離される。
【００６８】
ある実施態様において、オレフィン類の形成を促進し、水素移動反応などのオレフィン消費反応を最小とする条件下で操作する、下降流反応装置で構成されるＦＣＣユニットが提供される。図３は、下降流反応装置を含み、本発明に係るハイブリッドシステムおよびプロセスにて使用され得るＦＣＣユニット３３０の一般化工程系統図である。ＦＣＣユニット３３０は、反応帯３１３および分離帯３１５を有する反応装置／分離装置３１１を含む。ＦＣＣユニット３３０はまた、使用済み触媒を再生する再生帯３１７を含む。
【００６９】
特に、チャージ３１９を反応帯に導入し、ある実施態様においては、供給物を噴霧化するための蒸気または他の適当なガスによっても同時に導入される。有効量の加熱された未使用の、または再生帯３１７からの熱再生固体クラッキング触媒粒子も、例えば下方に移動させるコンデットまたはパイプ３２１（通常、移動ラインまたは立て管とも称される）を介して、反応帯３１３の頂部にある取り外し式ウェルまたはホッパー（図示せず）に移される。熱触媒流が反応帯３１３の混合帯または供給物注入部に均一に流れるようにその流れは典型的には一定に保たれる。
【００７０】
分留帯からの残油留分を、単独で、または上記される付加的な供給物と併せて、ＦＣＣユニット３３０へのチャージとして供する。チャージは典型的には再生触媒の反応帯３１３への導入点に隣接して設けられた供給物の注入用ノズルを通って混合帯に注入される。これらの複数の注入用ノズルは触媒とオイルの完全かつ均一な混合をもたらす。該チャージが熱触媒と接触するとすぐに、分解反応が起こる。炭化水素分解の生成物の反応蒸気、未反応の供給物および触媒の混合物は、残りの反応帯３１３を通り、反応装置／分離装置３１１の底部にある迅速分離帯３１５に速やかに流入する。分解および未分解の炭化水素はコンデットまたはパイプ３２３を通り、当該分野にて公知の従来型の生成物回収セクションに流れる。
【００７１】
温度調節が必要ならば、分離帯３１５の手前にある反応帯３１３の底部付近にクエンチングインジェクションが設けられ得る。このクエンチングインジェクションは分解反応を速やかに減速または停止させ、分解の厳格性を制御するのに利用することができ、プロセスの柔軟性を加えることを可能とする。
【００７２】
反応温度、すなわち下降流反応装置の排出口温度は、再生触媒の再生帯３１７から反応帯３１３の頂部への流入を制御する、触媒スライド弁（図示せず）を開閉することにより制御され得る。吸熱分解反応に要する熱は再生触媒より供給される。熱再生触媒の流速を変更することにより、作動厳格性または分解条件は制御され、所望の収量の軽質オレフィン系炭化水素またはガソリンを生成することができる。
【００７３】
オイルを触媒より分離し、その触媒を再生帯３１７に移す、ストリッパー３３１も提供される。触媒は、分離帯３１５から、その中に蒸気などの適当な剥離ガスがストリームライン３３３を介して導入される触媒剥離セクションを含む、ストリッパー３３１の下部セクションに流れ込む。その剥離セクションには、典型的には、その全体にわたって、下方に流れる触媒が剥離ガスと対向して通るように、数個のバッフルまたは構造化パッキン（図示せず）が設けられている。上方に流れる剥離ガスは、典型的には蒸気であり、触媒の細孔に、または触媒粒子間に残っている付加的な炭化水素を「剥離」または除去するために使用される。
【００７４】
剥離または使用済み触媒のストリーム３２５は、燃焼用空気ストリーム３２７からの上昇力により、再生帯３１７のリフトライザーを通って移送される。この使用済み触媒は、付加的な燃焼用空気とも接触することができ、蓄積したコークスの燃焼を調節する。燃焼排ガスはコンデット３２９を通して再生装置より除去される。再生装置中、副生成物のコークスの燃焼により生成される熱を触媒ストリーム３２１に移し、反応帯３１３での吸熱分解反応のための熱を提供するのに必要とされる温度まで昇温させる。
【００７５】
一の実施態様にて、本発明にて統合され、オレフィン類の形成を促進し、オレフィン消費反応を最小限にしうる適切なＦＣＣユニット３３０は、その内容がそのまま本明細書にて引用され、米国特許第６６５６３４６号および米国特許公開番号２００２／０１９５３７３の両方に記載のＨＳ−ＦＣＣ反応装置と類似しうる、その反応装置を包含する。下降流反応装置の重要な特性として、反応装置の頂部から供給物を下方に流れるように導入すること、ライザー反応装置と比べて滞留時間が短いこと、および触媒のオイルに対する割合が、例えば、約２０：１〜約３０：１の範囲と高いことが挙げられる。
【００７６】
一般に、適当な下降流ＦＣＣユニットの反応装置についての操作条件として、
反応温度が、約５５０℃〜約６５０℃、特定の実施態様にて約５８０℃〜約６３０℃、さらなる実施態様において約５９０℃〜約６２０℃であること；
反応圧が約１ｋｇ／ｃｍ２〜約２０ｋｇ／ｃｍ２、特定の実施態様にて約１ｋｇ／ｃｍ２〜約１０ｋｇ／ｃｍ２、さらなる実施態様において約１ｋｇ／ｃｍ２〜約３ｋｇ／ｃｍ２であること；
（反応装置中の）接触時間が、約０．１秒〜約３０秒、特定の実施態様にて約０．１秒〜約１０秒、さらなる実施態様において約０．２秒〜約０．７秒であること；および
触媒の供給物に対する割合が、約１：１〜約４０：１、特定の実施態様にて約１：１〜約３０：１、さらなる実施態様において約１０：１〜約３０：１であること
が挙げられる。
【００７７】
ある実施態様において、オレフィン類の形成を促進し、水素移動反応などのオレフィン消費反応を最小とする条件下で作動する、ライザー反応装置で構成されるＦＣＣユニットが提供される。図４は、ライザー反応装置を含み、本発明に係るハイブリッドシステムおよびプロセスにて使用され得るＦＣＣユニット４３０の一般化工程系統図である。ＦＣＣユニット４３０は、ライザー部分４１９、反応帯４１３および分離帯４１５を有する反応装置／分離装置４１１を含む。ＦＣＣユニット４３０はまた、使用済み触媒を再生する再生槽４１７を含む。
【００７８】
炭化水素原料はコンデット４２３を介して送られ、ある実施態様において、供給物を噴霧化し、再生槽４１７からコンデット４２１を介して移される加熱された未使用のまたは再生された有効量の固体クラッキング触媒粒子と混合し、密に接触させるため
の蒸気または適当なガスによっても同時に送られる。供給混合物およびクラッキング触媒を懸濁液を形成する条件下で接触させ、それをライザー４１９中に導入する。
【００７９】
連続的プロセスにて、クラッキング触媒および炭化水素原料の混合物をライザー４１９を通して上方に進め、反応帯４１３中に入れる。ライザー４１９と反応帯４１３にて、熱分解触媒粒子は、触媒作用により、炭素−炭素結合の切断により比較的大きな炭化水素分子を分解する。
【００８０】
反応の間、ＦＣＣ操作で一般的であるように、クラッキング触媒はコークスを形成し、そのために活性触媒部位へのアクセスは制限されるか、または存在しない。反応生成物を、例えば反応帯４１３の上にある反応装置４１１の頂部に位置する、ＦＣＣユニット４３０中の分離帯４１５と一般に称される、ＦＣＣユニットにて公知のいずれか適当な構造物を用いて、コークス化触媒より分離する。分離帯は、例えばサイクロンなどの当業者に公知のいずれか適当な装置を包含しうる。反応生成物はコンデット４２５を介して取り出される。
【００８１】
炭化水素原料の流体分解からのコークス堆積物を含有する触媒粒子は、コンデット４２７を通って、分離帯４１３から再生帯４１７に入る。再生帯４１７にて、コークス化された触媒は含酸素ガス、例えば純粋な酸素または空気と接触するようになり、それはコンデット４２９を介して再生帯４１７に入る。再生帯４１７は、典型的なＦＣＣ操作において既知の構成にて、および条件下で操作される。例えば、再生帯４１７は流動床として機能し、燃焼生成物を含む再生排ガスを生成し、それをコンデット４３１を介して排出する。熱再生触媒は再生帯４１７からコンデット４２１を介してライザー４１９の底部に移り、上記されるように炭化水素原料と混合される。
【００８２】
一の実施態様において、オレフィン類の形成を促進し、オレフィン消費反応を最小とする、本発明にて統合され得る適切なＦＣＣユニットは、米国特許第７３１２３７０号、第６５３８１６９号および第５３２６４６５号に記載の反応装置と類似しうるＨＳ−ＦＣＣ反応装置を包含する。
【００８３】
一般に、適切なライザーＦＣＣユニットの反応装置についての操作条件は：
反応温度が、約４８０℃〜約６５０℃、特定の実施態様にて約５００℃〜約６２０℃、さらなる実施態様において約５００℃〜約６００℃であること；
反応圧が約１ｋｇ／ｃｍ２〜約２０ｋｇ／ｃｍ２、特定の実施態様にて約１ｋｇ／ｃｍ２〜約１０ｋｇ／ｃｍ２、さらなる実施態様において約１ｋｇ／ｃｍ２〜約３ｋｇ／ｃｍ２であること；
（反応装置中の）接触時間が、約０．７秒〜約１０秒、特定の実施態様にて約１秒〜約５秒、さらなる実施態様において約１秒〜約２秒であること；および
触媒の供給物に対する割合が、約１：１〜約１５：１、特定の実施態様にて約１：１〜約１０：１、さらなる実施態様において約８：１〜約２０：１であること
を包含する。
【００８４】
個々のチャージおよび所望の生成物に適する触媒を、ＦＣＣ反応・分離帯内の流動接触分解反応装置に送る。ある実施態様において、オレフィン類の形成を促進し、水素移動反応などのオレフィン消費反応を最小にするために、ＦＣＣベースの触媒およびＦＣＣ触媒添加物を含む、ＦＣＣ触媒混合物を、該ＦＣＣ反応・分離帯にて用いる。
【００８５】
特に、塩基クラッキング触媒（base cracking catalyst）のマトリックスは、１または複数のＹ−ゼオライトを含む天然または合成ゼオライト、カオリン、モンモリロナイト、ハロイサイトおよびベントナイトなどのクレイ、および／またはアルミナ、シリカ、ボリア、クロミア、マグネシア、ジルコニア、チタニアおよびシリカ−アルミナなどの１または複数の無機多孔性酸化物を包含する。適当なベースとなるクラッキング触媒は、０．５ｇ／ｍｌ〜１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０ミクロン〜９０ミクロンの平均粒径、５０ｍ２／ｇ〜３５０ｍ２／ｇの表面積および０．０５ｍｌ／ｇ〜０．５ｍｌ／ｇの細孔容積を有する。
【００８６】
適切な触媒混合物は、塩基クラッキング触媒に加えて、形状選択的ゼオライトを含有する添加物を含有する。本明細書にて言及される形状選択的ゼオライトは、限定された形状を有する炭化水素だけがその細孔を介してゼオライトに入ることができるため、その細孔径がＹ−型ゼオライトの径よりも小さいゼオライトを意味する。適当な形状選択的ゼオライト成分は、ＺＳＭ−５ゼオライト、ゼオライト・オメガ、ＳＡＰＯ−５ゼオライト、ＳＡＰＯ−１１ゼオライト、ＳＡＰＯ−３４ゼオライト、およびペンタシル型アルミノシリケートを包含する。添加物中の形状選択的ゼオライトの配合量は、一般に、約２０Ｗ％〜７０Ｗ％、ある実施態様において約３０Ｗ％〜６０Ｗ％の範囲にある。
【００８７】
適切な添加剤は、０．５ｇ／ｍｌ〜１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０ミクロン〜９０ミクロンの平均粒径、１０ｍ２／ｇ〜２００ｍ２／ｇの表面積および０．０１ｍｌ／ｇ〜０．３ｍｌ／ｇの細孔容積を有する。
【００８８】
触媒混合物中の塩基クラッキング触媒の割合は、６０〜９５Ｗ％の範囲内にあり、触媒混合物中の添加物の百分率は５〜４０Ｗ％の範囲内にある。塩基クラッキング触媒の百分率が６０Ｗ％より低いか、または添加物の百分率が４０Ｗ％よりも高い場合、供給オイルの変換が低いため、軽質留分のオレフィンを高収率で得ることはできない。塩基クラッキング触媒の百分率が９５Ｗ％より高いか、または添加物の百分率が５Ｗ％よりも低い場合、供給オイルの高変換が達成され得るが、軽質留分のオレフィンを高収率で得ることはできない。略図および記載の簡素化のために、流動接触分解の分野の当業者に通例的に使用され、周知である多くの弁、温度センサー、電気制御装置等は図示していない。例えば、ブリードストリーム、使用済み触媒を排出するサブシステムおよび触媒交換サブシステムなどの従来型の炭化水素ユニットにある付随的構成要素も図示していない。さらには、例えば、空気供給、触媒ホッパーおよび排ガス取り扱い装置などの従来のＦＣＣシステムにある付随的構成要素も図示していない。
【００８９】
芳香族化合物の分離装置は、一般に、選択的芳香族化合物を抽出することを基礎とする。例えば、芳香族化合物の分離装置は、ほとんどが芳香族化合物に乏しいストリームとほとんどが芳香族化合物に富むストリームに供給物を分配する能力のある適切な溶媒抽出型芳香族化合物分離装置であり得る。種々の確立された芳香族化合物の抽出プロセスを含むシステムおよび種々の精製の他の段階にて使用されるユニット操作および他の石油関連の操作は、本明細書に記載の芳香族化合物の分離装置として利用され得る。ある現存するプロセスにおいては、最終生成物、例えば潤滑油、およびある燃料、例えばディーゼル燃料より芳香族化合物を除去することが望ましい。他のプロセスにおいては、芳香族化合物を抽出し、例えば種々の化学プロセスにて、ガソリンのオクタンブースターとして用いるための、芳香族化合物に富む生成物を生成する。
【００９０】
図５に示されるように、芳香族化合物の分離装置３１４は、芳香族化合物の溶媒抽出を行い、および該プロセスにて再利用するために溶媒を回収するのに適するユニット操作を含み得る。供給物３１２を芳香族化合物の抽出槽３５２に送り、そこで芳香族化合物に乏しい留分をラフィネートストリーム３５４として、抽出ストリーム３５６としての芳香族化合物に富む留分より分離する。溶媒供給物３５８を芳香族化合物の抽出槽３５２に導入する。
【００９１】
抽出溶媒の一部は、ストリーム３５４中にも、例えば約０Ｗ％〜約１５Ｗ％（ストリーム３５４の全量に基づくＷ％）の範囲にて存在し、ある実施態様において約８Ｗ％未満にて存在しうる。ストリーム３５４中に存在する溶媒が所望の量または所定の量を超えている場合の操作にて、溶媒を、例えばフラッシングまたはストリッピングユニット３６０あるいは他の適当な装置を用いて、炭化水素生成物より除去し得る。フラッシングユニット３６０からの溶媒３６２は、例えばサージドラム３６４を介して芳香族化合物の抽出槽３５２に再循環し得る。最初の溶媒供給物または追加溶媒はストリーム３７０を介して導入し得る。芳香族化合物に乏しいストリーム３１８はフラッシングユニット３６０より排出される。
【００９２】
また、抽出溶媒の一部はまた、ストリーム３５６中にも、例えば約７０Ｗ％〜約９８Ｗ％（ストリーム３５８の全量に基づくＷ％）の範囲にて存在し、ある実施態様において約８５Ｗ％未満にて存在しうる。ストリーム３５６中に存在する溶媒が所望の量または所定の量を超えている場合の実施態様にて、溶媒を、例えばフラッシングまたはストリッピングユニット３６６あるいは他の適当な装置を用いて、炭化水素生成物より除去し得る。フラッシングユニット３６６からの溶媒３６８は、例えばサージドラム３６４を介して芳香族化合物の抽出槽３５２に再循環し得る。芳香族化合物に富むストリーム３１６はフラッシングユニット３６６より排出される。
【００９３】
溶媒、操作条件、および溶媒と供給源３１２の接触機構の選択は芳香族化合物の抽出レベルの制御を可能とする。例えば、適当な溶媒として、フルフラル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、フェノール、ニトロベンゼン、スルホラン、アセトニトリル、フルフラルまたはグリコールが挙げられ、溶媒のオイルに対する割合が約２０：１、ある実施態様において約４：１、さらなる実施態様において約１：１にて提供され得る。適当なグリコールは、ジエチレングリコール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、およびジプロピレングリコールを包含する。抽出溶媒は、純粋なグリコールまたは約２〜１０Ｗ％水で希釈されたグリコールであり得る。適当なスルホランは、炭化水素置換のスルホラン（例、３−メチルスルホラン）、ヒドロキシスルホラン（例、３−スルホラノールおよび３−メチル−４−スルホラノール）、スルホラニルエーテル（例、メチル−３−スルホラニルエーテル）およびスルホラニルエステル（例、３−スルホラニルアセテート）を包含する。
【００９４】
芳香族化合物分離装置は、約２０℃〜約２００℃、ある実施態様において約４０℃〜約８０℃の範囲の温度で操作可能である。該芳香族化合物分離装置の操作圧は、約１バール〜約１０バール、ある実施態様において約１バール〜３バールの範囲であり得る。本発明の芳香族化合物分離装置として有用な型の装置は、段階型抽出装置または差動式抽出装置を包含する。
【００９５】
段階型抽出装置の一例が、図６に図式化して示される、ミキサー−セツラー装置４１４である。ミキサー−セツラー装置４１４は、タービンまたはプロペラ攪拌機４８２および一または複数のバッフル４８４を組み込んだ垂直式タンク４８０を包含する。チャージ注入口４８６、４８８を、タンク４８０の頂部に設け、排出口４９０をタンク４８０の底部に設ける。抽出される原料を注入口４８６を介して槽４８０に充填し、適量の溶媒を注入口４８８を介して添加する。攪拌機４８２を溶媒と充填原料を密に混合させるのに十分な時間作動させ、混合サイクルの終わりに、攪拌を止め、バルブ４９２を調節することで、内容物の少なくとも一部を排出し、セツラー４９４に移す。セツラー４９４にて相を分離し、芳香族化合物に乏しい炭化水素の混合物を含有するラフィネート相および芳香族化合物に富む混合物を含有する抽出相を、各々、排出口４９６および４９８を介して取り出す。一般に、一のミキサー−セツラー装置をバッチモードにて使用するか、または複数のミキサー−セツラー装置を連続モードで段階的に操作し得る。
【００９６】
もう一つ別の段階型抽出装置が遠心分離式接触装置である。遠心分離式接触装置は相対的に短い滞留時間により特徴付けられる高速回転機である。遠心分離装置中のステージの数は、通常は、一つであるが、複数ステージの遠心分離式接触装置も使用され得る。遠心分離式接触装置は、混合物を攪拌して、界面面積を増やし、かつ物質移動抵抗を減らすための機械装置を利用する。
【００９７】
本発明の帯１１４または２１４における芳香族化合物抽出装置として使用するのにも適する種々の型の差動式抽出装置（「連続接触抽出装置」としても知られている）は、限定されないが、遠心分離式接触装置および接触カラム、例えばトレイカラム、スプレーカラム、充填塔、回転式円盤接触装置およびパルスカラムを包含する。
【００９８】
接触カラムは種々の液−液抽出操作に適している。充填、トレイ、スプレーまたは他の液滴形成の機械または他の装置が、２つの液相（すなわち、溶媒相と炭化水素相）が接触する表面積を増加させるのに使用され、それはまた、流路の効果的な長さを増加させる。カラム抽出装置にて、密度の低い方の相が典型的には連続相として選択され、芳香族化合物の抽出装置の場合には、それは溶媒相である。ある実施態様において、流速の速い方の相がより大きな界面面積および乱流を作り出すことができる。このことは所望の湿式特性を有する適切な構成材料を選択することにより達成される。一般に、水相が金属表面を湿らせ、有機相が非金属表面を湿らせる。接触装置の長さに伴う流れおよび物理特性の変化もまた、抽出装置の型、および／または特異的配置、材料または構成、および充填材料の種類および特性（すなわち、粒径、形状、密度、表面積等）を選択するにおいて考慮され得る。
【００９９】
トレイカラム５１４が図７に図式化して示される。カラム５１４の底部にある軽質液体注入口５８８は液体炭化水素を受け入れ、カラム５１４の頂部にある重質液体注入口５９０は溶媒を受け入れる。カラム５１４は複数のトレイ５８０およびそれを結ぶ下降管５８２を含む。頂部にあるバッフル５８４は、流入する溶媒を液体炭化水素から物理的に分離し、そのことはカラム５１４にて抽出段階に入る前に供される。トレイカラム５１４は多段階式向流接触装置である。連続溶媒相の軸方向混合はトレイ５８０間の領域５８６で起こり、各トレイ５８０にて分散が生じ、溶質の溶媒相への効果的な物質移動がもたらされる。トレイ５８０は約１．５〜４．５ｍｍの範囲にある径の穿孔を有するシーブプレートとすることができ、約１５０〜６００ｍｍの間隔を空けて設けることができる。
【０１００】
軽質炭化水素液は各トレイ５８０の穿孔を通り、微細液滴の形態にて出る。細かい炭化水素の液滴は連続溶媒相を介して上昇し、界面相５９６と融合し、上方にあるトレイ５８０を介して再び分散する。溶媒は各プレートを通り抜け、上方にあるトレイ５８０から下方にあるトレイ５８０に下降管５８２を通って下方に流れる。プリンシプルな界面はカラム５１４の頂部に維持される。芳香族化合物に乏しい炭化水素液はカラム５１４の頂部にある排出口５９２より取り出され、芳香族化合物に富む溶媒をカラム５１４の底部にある排出口５９４を介して排出する。トレイカラムは効率的な溶媒移動装置であり、特に低界面張力のシステムについて、望ましい液体処理能および抽出効能を有する。
【０１０１】
炭化水素供給物より芳香族化合物を抽出するのに適するユニット操作の付加的な型は充填床カラムである。図８は炭化水素注入口６９０および溶媒注入口６９２を有する充填床カラム６１４を図式化して示す。充填領域６８８を支持プレート６８６の上に設ける。充填領域６８８は、ポールリング、ラシヒリング、カスケードリング、インタロックスサドル、バールサドル、超インタロックスサドル、超バールサドル、デミスターパッド、ミストエリミネーター、テレレット（telerette）、カーボングラファイトランダムパッキング、他の型のサドル等を含むが、これらに限定されない、適当な充填材料（これら充材料の１または複数の組み合わせを含む）を含む。連続溶媒相により完全に湿らされるように充填材料を選択する。充填領域６８８の頂部よりも上のレベルにある注入口６９２を介して導入される溶媒は下に流れ、充填材料を湿らせ、充填領域６８８の隙間の大部分を満たす。残りの隙間は炭化水素液の液滴で満たされ、それは連続溶媒相を通って上昇し、融合して充填床カラム６１４の頂部で液−液接触面６９８を形成する。芳香族化合物に乏しい炭化水素液はカラム６１４の頂部にある排出口６９４より取り出され、芳香族化合物に富む溶媒液をカラム６１４の底部にある排出口６９６を介して排出する。充填材料は相接触のための大きな界面面積を提供し、そこで液滴を融合して復元させる。充填物質は連続相の再循環を低下させるため、充填塔における物質移送率は相対的に高くなり得る。
【０１０２】
本発明のシステムおよび方法における芳香族化合物の抽出に適するさらなる型の装置は回転式円盤接触装置を包含する。図９は、米国、ニュージャージ州、パラマスのコッホ・モジュラー・プロセス・システム・ＬＬＣより市販されているシェイエベル（Scheiebel）（登録商標）カラムとして知られる回転式円盤接触装置７１４を図式化して示す。当業者であれば、限定されないが、オールドシュー−ラッシュトンカラムおよびクーニー抽出装置を含む、他の型の回転式円盤接触装置も、本発明のシステムおよび方法に含まれる芳香族化合物の抽出ユニットとして利用されうることを認識する。回転式円盤接触装置は機械攪拌される対向流式抽出装置である。攪拌は回転式円盤装置により提供され、典型的には、図６に関して記載されるようなタービン型インペラよりもずっと高速で作動する。
【０１０３】
回転式円盤接触装置７１４は、カラムの底部に面して炭化水素注入口７９０およびカラムの頂部付近に溶媒注入口７９２を含み、一連の内側固定リング７８２および外側固定リング７８４により形成されるコンポーネントの数に分割される。各コンポーネントは、回転式シャフト７８８と連結した、中心に位置する、水平回転円盤７８６を有し、それによりカラムの内側で大きな乱流が形成される。回転ディスク７８６の径は内側固定リング７８２の開口部よりもわずかに小さい。典型的には、ディスク径はカラム径の３３−６６％である。該ディスクは液体を分散させ、液体を外方向に槽壁７９８に流れさせ、そこで外側固定リング７８４が２つの相が分離しうる、静止帯を形成する。芳香族化合物に乏しい炭化水素液をカラム７１４の頂部にある排出口７９４より取り出し、芳香族化合物に富む溶媒液をカラム７１４の底部にある排出口７９６より排出する。回転式円盤接触装置は、有利には、効率および性能が相対的に高く、操作費が相対的に低い。
【０１０４】
本発明のシステムおよび方法における芳香族化合物の抽出に適する付加的な型の装置はパルスカラムである。図１０は、複数の充填またはシーブプレート８８８、軽質相、すなわち、溶媒、注入口８９０、重質相、すなわち炭化水素供給物、注入口８９２、軽質相排出口８９４および重質相排出口８９６を有するカラムを含む、パルスカラムシステム８１４を図式化して示す。
【０１０５】
一般に、パルスカラムシステム８１４は、下降管を欠く、多数のシーブプレート８８８を設けた縦型カラムである。シーブプレート８８８にある穿孔は、典型的には、非パルス式カラムの穿孔よりも、例えば径にて約１．５ｍｍ〜約３．０ｍｍ小さい。
【０１０６】
往復ポンプなどの、パルス生成装置８９８は、頻繁に一定間隔にて、カラムの中身をパルス放出する。相対的に短い振幅の迅速な往復運動を液相の通常の流れに重ね合わせる。被覆されたスチール（例えば、ポリテトラフルオロエチレンで被覆されたスチール）で形成されたベローズまたはダイヤフラム、あるいは他の往復パルス発生機を使用し得る。１００−２６０サイクル／分の周波数の５−２５ｍｍのパルス振幅が一般に推奨される。パルセーションは上方へのストロークで軽質液（溶媒）を重質相（オイル）中に分散させ、下方へのストロークで重質液相を軽質相に噴出させる。該カラムには移動部がなく、その軸方向混合が小さく、抽出効率が高い。
【０１０７】
パルスカラムは、典型的には、非パルス式カラムと比べて、理論段階の数の三分の一未満を必要とする。特定の型の往復機器を、図１１に示される、カール・カラムにて使用する。
【０１０８】
芳香族化合物分離帯を含めることは、水素化分解およびＦＣＣを合わせ、異なる種類の含硫黄化合物を分割させ、それにより水素化分解、水素化処理およびＦＣＣユニットの操作を最適化かつ節約する、融合システムおよびプロセスに含められる。リフラクトリーな含硫黄化合物を含有する最初の原料の芳香族化合物に富む留分だけを高圧下で操作する水素化分解帯に付し、そうして高圧水素化分解帯を通る体積／質量流量を減少させる。結果として、必要とされる装置の能力、従って主たる装置の費用および操作費用は最小となる。
【０１０９】
有利には、本発明は、最初の原料を、特に重質原油を、超低含硫黄輸送燃料に完全に変換する。最初の原料を芳香族化合物に富む留分および芳香族化合物に乏しい留分に分離することにより、本発明は、芳香族化合物に富む留分を高圧下で水素化分解することで硫黄レベルが低いナフサおよびディーゼルを、ＦＣＣにて芳香族化合物に乏しい留分を分解することにより硫黄レベルが低いガソリンを生成する。
【０１１０】
さらには、ある実施態様において、ヘテロ原子を含まない芳香族化合物（例えば、ベンゼン、トルエンおよびその誘導体）が芳香族化合物に富む留分に移動し、水素化分解帯にて水素添加および水素化分解に供され、軽質蒸留液を生成する。ヘテロ原子を含まない芳香族化合物より誘導される生成物仕様を満たすこれら軽質蒸留液の収率は、水素化分解帯に焦点を当てて標的とするため、従来の水素化分解操作での収率よりもずっと大きい。
【０１１１】
実施例
Ａｒａｂ軽質原油より由来の真空軽油（ＶＧＯ）のサンプルを抽出装置にて抽出した。抽出溶媒としてフルフラルを用いた。６０℃、大気圧、および溶媒の供給物に対する割合を１．１：１で抽出装置を操作した。２つの留分：芳香族化合物に富む留分および芳香族化合物に乏しい留分を得た。芳香族化合物に乏しい留分の収率は５２．７Ｗ％であり、０．４３Ｗ％の硫黄および５Ｗ％の芳香族化合物を含有した。芳香族化合物に富む留分の収率は４７．３Ｗ％であり、９５Ｗ％の芳香族化合物および２．３Ｗ％の硫黄を含有した。ＶＧＯ、芳香族化合物に富む留分および芳香族化合物に乏しい留分の特性を表１に示す。
【表１】
2014524967.tif 000003
【０１１２】
芳香族化合物に富む留分を、水素化分解触媒としてＮｉ−Ｍｏ／シリカ・アルミナを含有する固定床水素化分解ユニットにて、１５０ｋｇ／ｃｍ２の水素分圧で、４００℃で、１．０ｈ−１の液体時間空間速度で、および１，０００ＳＬｔ／Ｌｔの水素供給率で水素化分解に付した。Ｎｉ−Ｍｏ／アルミナ触媒を用い、原料中に最初に含有された有意な量の窒素含有物を含む、芳香族化合物に富む留分を脱硫した。
【０１１３】
芳香族化合物に乏しい留分を、水素化処理触媒としてＮｉ−Ｍｏ／シリカ・アルミナを含有する固定床水素化処理ユニットにて、７０ｋｇ／ｃｍ２の水素分圧で、３７０℃で、１．０ｈ−１の液体時間空間速度で、および１０００ＳＬｔ／Ｌｔの水素供給率で水素化処理に付した。水素化分解および水素化処理反応帯より得られる生成物の収率を以下に示す。
【表２】
2014524967.tif 000004
【０１１４】
水素化分解および水素化処理反応帯からの未変換の残油を合わせ、ＦＣＣユニットのライザー反応装置に送り、さらに分解に供した。ＦＣＣ触媒は、比表面積が１３１ｍ２／ｇであり、細孔比容積が０．１８７８ｃｍ３／ｇであって、金属（すなわち、ＮｉまたはＶ）含量が５０４ｐｐｍｗであった。５１８℃の温度で、触媒のオイルに対する割合を５：１で、接触時間を２秒間で反応させた。式：変換率＝（原料−ＬＣＯ−ＨＣＯ）／原料より計算される総変換率は７０Ｗ％であった。ＦＣＣ生成物の収率を表３に要約する。
【表３】
2014524967.tif 000005
【０１１５】
本発明の方法およびシステムは、上記にて、および添付した図面にて記載されているが、修飾は当業者に明らかであり、本発明の保護の範囲は以下に記載の特許請求の範囲により決定される。
【図１】
2014524967.tif 000006
【図２】
2014524967.tif 000007
【図３】
2014524967.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014524967.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014524967.tif 000015
【図１１】
2014524967.tif 000016
【国際調査報告】
2014524967.tif 000017
2014524967.tif 000018
2014524967.tif 000019