(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油を含む炭化水素原料からオレフィンおよび芳香族石油化学製品を生成するための統合水素化分解処理であって、前記処理は、
水素含有量が増加した第１の流出物を生成するのに有効な条件下で、水素の存在下で第１の水素化分解域において原油を含む前記原料を処理するステップと、
前記第１の流出物をＬＰＧ含有流および液相流に分離するステップと、
前記ＬＰＧ含有流を、水素含有流、メタン含有流、エタン含有流、ブタン含有流、プロパン含有流、Ｃ１マイナス含有流、Ｃ３マイナス含有流、Ｃ１−Ｃ２含有流、Ｃ３−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ４含有流、Ｃ２マイナス含有流、Ｃ４マイナス含有流のグループから選択された１つまたは複数の流れに分離するステップと、
得られた１つまたは複数の流れを、ブタン脱水素装置、プロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、またはそれらの装置の組み合わせのグループから選択される少なくとも１つの装置と蒸気クラッカ装置においてさらに処理して、混合生成物流を生成するステップと、
前記混合生成物流を、ブタン脱水素装置、プロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、またはそれらの装置の組み合わせのグループから選択される前記少なくとも１つの装置と前記蒸気クラッカ装置から第２の分離区分へ供給するステップと、
スラリー中間生成物を生成するために残油水素化分解域で前記液相流を熱クラッキングするステップと、
前記混合生成物流を分離するステップと、
オレフィンまたは芳香族化合物を、分離された混合生成物流から回収するステップと、を備える、処理。
【請求項２】
前記エタン含有流、前記Ｃ１−Ｃ２含有流、および前記Ｃ２マイナス含有流の前記グループから選択される少なくとも１つの流れを、前記蒸気クラッカ装置に供給するステップをさらに備える、請求項１に記載の処理。
【請求項３】
前記プロパン含有流、前記Ｃ３−Ｃ４含有流、前記Ｃ３マイナス含有流、前記ブタン含有流、前記Ｃ４マイナス含有流、前記Ｃ２−Ｃ３含有流、前記Ｃ１−Ｃ３含有流、前記Ｃ１−Ｃ４含有流、および前記Ｃ２−Ｃ４含有流のグループから選択された少なくとも１つの流れを、前記ブタン脱水素装置、前記プロパン脱水素装置、前記結合プロパン−ブタン脱水素装置、またはそれらの装置の組み合わせのグループから選択される少なくとも１つの脱水素装置に供給するステップをさらに備える、請求項１または２のいずれか一項に記載の処理。
【請求項４】
水素含有量が増加した第２の流出物を生成するのに有効な条件下で、水素の存在下で第２の水素化分解域において前記液相流を処理するステップと、前記第２の水素化分解域からの前記第２の流出物から、ＢＴＸＥ含有流、ＬＰＧ含有流、および残液流を回収するステップとをさらに備える、請求項１に記載の処理。
【請求項５】
スラリー中間生成物を生成するために、前記残油水素化分解域で、前記残液流を前記液相流と共に熱クラッキングする、請求項４に記載の処理。
【請求項６】
前記第１の水素化分解域から生成される前記ＬＰＧ含有流と、前記第２の水素化分解域から生成される前記ＬＰＧ含有流とを組み合わせるステップをさらに備える、請求項４に記載の処理。
【請求項７】
前記スラリー中間生成物から蒸気生成物を回収し、このように回収された前記蒸気生成物と前記ＬＰＧ含有流とを混ぜ合わせるステップをさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の処理。
【請求項８】
前記第１の水素化分解域から生成される前記第１の流出物および前記第２の水素化分解域から生成される前記第２の流出物から、残液留分を分離し、前記第１の水素化分解域および／または第２の水素化分解域の入口に前記残液留分を再循環させるステップをさらに備える、請求項４から６のいずれか一項に記載の処理。
【請求項９】
前記分離された混合生成物流からメタンを回収し、前記メタンを、バーナおよび／またはヒータのための燃料として使用するために前記蒸気クラッカに再循環させるステップをさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１０】
前記分離された混合生成物流から水素を回収して精製し、前記第１および／または第２の水素化分解域の前記入口に再循環させるステップをさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１１】
前記分離された混合生成物流から熱分解燃料油を回収し、前記第１および／または第２の水素化分解域の前記入口に、前記熱分解燃料油を再循環させるステップをさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１２】
前記第１の水素化分解域が、２００℃から６００℃の範囲の動作温度、０．２から２０ＭＰａの範囲の動作圧力、および０．１ｈ＜−１＞から１０ｈ＜−１＞の範囲の液体時間空間速度（ＬＨＳＶ）の下で動作する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１３】
前記第２の水素化分解域は、フィード水素化分解（ＦＨＣ）、ガソリン水素化分解（ＧＨＣ）、芳香族開環、水素化分解（ガス油）、および残油水素化分解（真空残油）のグループから選択される１つまたは複数の装置を備える水素化分解域である、請求項４から１２のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１４】
ＦＨＣ条件は、温度が３００から５５０℃、圧力が３００から５０００ｋＰａゲージ、単位時間当たりの重量空間速度が０．１から１０ｈ−１であり、ガソリン水素化分解条件（ＧＨＣ）は、温度が３００から５８０℃、圧力が０．３から５ＭＰａゲージ、重量空間速度（ＷＨＳＶ）は、０．１から２０ｈ−１であり、芳香族開環処理は、芳香族水素添加触媒の存在下で、１から３０重量％の水素を伴い、温度が１００から５００℃、圧力が２から１０ＭＰａで芳香環飽和を備え、環開裂触媒の存在下で、１から２０重量％の水素を伴い温度が２００から６００℃、圧力が１から１２ＭＰａで環開裂を備え、水素化分解のために使用される処理条件は、処理温度２００から６００℃、上昇圧力０．２から２０ＭＰａ、空間速度０．１から２０ｈ−１を含み、水素の量は炭化水素原料に関する請求項１３に記載の処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油を含む炭化水素原料からオレフィンおよび芳香族石油化学製品を製造するための、統合水素化分解および蒸気熱分解処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような処理は、米国特許出願第２０１３／２４８４１７号明細書から知られる。この米国特許出願第２０１３／２４８４１７号明細書では、原油を直接処理するための統合処理が開示され、原油および再循環スラリー処理生成物が、水素化処理流出物を生成するのに有効な条件の下で機能する水素化処理域に溜められる。水素化処理流出物は、蒸気の下で熱クラッキングされ、混合生成物の流れを生み出す。熱クラッキング装置の上流で、または蒸気クラッキング動作の対流および熱分解のステップの間で回収された残液留分は、スラリー中間生成物を生成するためにスラリー水素化処理域で熱クラッキングされる。混合生成物流から水素が精製され、水素化処理域に再循環され、オレフィン、芳香族化合物、および熱分解燃料油が、分離された混合生成物流から回収される。水素化処理域から拒絶された残液または底部は、中間蒸留物を含むスラリー中間生成物を生成するために、水素の下で、スラリー水素化処理域で品質向上される。スラリー中間生成物は、再循環され、変換するために蒸気熱分解域で処理される前に、水素化処理反応器流出物と混合されるだけである。
【０００３】
米国特許出願第２０１３／２４８４１７号明細書による処理では、原油が水素化分解され、蒸気クラッキングによる後の処理のために、液体炭化水素フィードを生成する。重液体フィードの蒸気クラッキングにより、比較的少量の高価値化学物質を含む比較的不充分なクラッカ生成物スレートがもたらされる。このことは、これらの重炭化水素の一部を、スラリー水素化処理域への第１のハイドロクラッキング域の最も重い流出物と共に、コークス器に送ることにより、部分的に補償され、この重い物質が、液体炭化水素蒸気クラッカフィードにさらにクラッキングされる（場合によっては、まず、飽和する必要がある）。
【０００４】
米国特許第４，１３７，１４７号明細書は、約３６０℃未満の蒸留温度を有し、分子ごとに少なくとも４つの炭素原子を有する少なくともノルマルパラフィンおよびイソパラフィンを含む原料から、エチレンおよびプロピレンを製造する処理に関し、前記原料は、水素化分解域で水素化分解反応に供され、触媒の存在下で、（ｂ）水素化分解反応からの流出物が、（ｉ）上部から、メタンおよび、場合によっては、水素、（ｉｉ）分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴う炭化水素から本質的に成る留分、および（ｉｉｉ）底部から、分子ごとに少なくとも４つの炭素原子を伴う炭化水素から本質的に成る留分、が放出される分離域に供給され、（ｃ）分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴う炭化水素から本質的に成る前記留分のみが、蒸気クラッキング域に供給され、蒸気の存在下で、分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴う炭化水素の少なくとも一部がモノオレフィン系炭化水素に変換され、前記分離域の底部から得られる、分子ごとに少なくとも４つの炭素原子を伴う炭化水素から本質的に成る前記留分は、第２の水素化分解域に供給され、触媒の下で扱われ、第２の水素化分解域からの流出物が、分離域に供給されて、一方で、前記第２の水素化分解域に少なくとも部分的に再循環される分子ごとに少なくとも４つの炭素原子を伴う炭化水素と、他方で、水素、メタン、ならびに分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴う飽和炭化水素の混合物から本質的に成る留分とを放出し、水素流およびメタン流が前記混合物から分離され、前記蒸気クラッキング域に、２つおよび３つの炭素原子を伴う前記混合物の炭化水素が、分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴う炭化水素から本質的に成る前記留分とともに、第１の水素化分解域に続く前記分離域から回収された場合に、供給される。したがって、蒸気クラッキング域の放出口で、メタンおよび水素の流れならびに分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴うパラフィン系炭化水素の流れに加えて、分子ごとに２つおよび３つの炭素原子を伴うオレフィンならびに分子ごとに少なくとも４つの炭素原子を伴う生成物が得られる。本明細書によれば、第１の水素化分解域の底部流は、第２の水素化分解域に送られる。
【０００５】
米国特許第３，８４２，１３８号明細書は、炭化水素原料を熱クラッキングして、オレフィンの大部分を含む低分子量生成物に変換する処理に関し、過圧下で加熱反応器において前記処理を実行することを備え、反応器出口で約１０バールから約７０バールの範囲であり、水素の下で、反応器出口の温度が約６２５℃から約１１００℃より高く、反応区分内の滞留時間は、約０．５秒から約０．００５秒より短い。動作条件のもと、エチレン対エタンの、およびプロピレン対プロパンの分子比は、前者は０．３から２の間で、後者は１から８の間で変化する。熱ハイドロクラッキングでは、熱水素化分解では、温度は、触媒処理の場合より大幅に高く、そのような熱分解条件下で、原料をガス状生成物への変換がより向上し、少なくとも、パラフィン系炭化水素に関して、ほぼ完了することができる。芳香族化合物に関し、核の構造がより安定しているため、側鎖のみが影響を受け、動作条件の重大度に従い、多かれ少なかれ、強い脱アルキル反応に供される。
【０００６】
米国特許第２００６／２８７５６１号明細書は、炭化水素混合物から芳香族炭化水素混合物および液化石油ガス（ＬＰＧ）を生成するための処理と、以前の処理で原料として使用することが可能である炭化水素原料を生成するための処理とを統合することによって、Ｃ２−Ｃ４軽質オレフィン炭化水素の生産を増やすための処理に関する。
【０００７】
米国特許第３，８３９，４８４号明細書は、乾留炉で約８０から４５０Ｆの範囲で沸騰するナフサの熱分解による不飽和炭化水素を製造するための処理に関し、前記ナフサを水素化分解して、パラフィンとイソパラフィンとの混合物を形成し、パラフィンとイソパラフィンとのその混合物を乾留炉で熱分解する。
【０００８】
米国特許出願第２００７／０６２８４８号明細書は、化合物が、最大２つのＣ１−４アルキルラジカルによって置換されないか、または置換されて、３５重量％未満のＣ２−４アルカンの混合物を含む生成物流を生成する、少なくとも２つの縮合芳香環を含む１つまたは複数の芳香族化合物の２０重量％未満を備えるフィードを水素化分解する処理に関する。米国特許出願第２００７／０６２８４８号明細書によれば、オイルサンドからのビチューメンが、従来の蒸留装置に供給され、蒸留装置からのナフサ流が、ナフサ水素化処理装置に供給される。オーバヘッドガス流は、軽質ガス／軽質パラフィン流であり、炭化水素クラッカに供給される。蒸留装置からのディーゼル流が、ディーゼル水素化処理装置に供給され、蒸留装置からのガス油流が、真空蒸留装置に供給され、真空蒸留装置からの真空ガス油流が、ガス油水素化処理装置に供給される。ガス油水素化処理装置からの軽質ガス流が、炭化水素クラッカに供給される。真空ガス油水素化処理装置からの水素化処理された真空ガス油が、触媒クラッカ装置に供給される。真空蒸留装置からの底部流は、真空（重）残留物であり、ナフサ水素化処理装置に送られるナフサ流などの多くの流れを生成する重質油熱分解装置に送られ、ディーゼル流が、ディーゼル水素化処理装置に送られて、水素化処理ディーゼルを生成し、ガス油流が、触媒クラッカ装置に供給される水素化処理ガス油流をもたらす真空ガス油水素化処理装置に供給される。
【０００９】
そのような統合処理の一態様は、かなりの量のより重い蒸気クラッキング成分が、蒸気クラッカにわたって再循環され、最終的に、装置サイズおよびエネルギ要求の増加をもたらすことである。
【００１０】
別の態様は、液体フィード（およびエタンを除いたＬＰＧ）の蒸気クラッキングが、さらに、蒸気分解炉で燃料として使用されるために生成される、かなりの量のメタンをもたらすことである。これは、したがって、より貴重な原油の一部が、燃料価値をメタンに格下げされることを意味する。この効率損失を示す炭素原子に加え、このメタンを介して多くの水素もまた失われる。結果的に、必要以上の水素を原油に加える必要があり、全体的な水素バランスが悪くなる。
【００１１】
統合処理の別の態様は、水素化分解処理ステップで作られた任意のＬＰＧが、まず、コンプレッサおよびそれに続く蒸気クラッカ分離区分に送られることである。その影響により、所望の蒸気クラッキング生成物が、このＬＰＧでまず希釈される（すなわち、エタンをエチレンに加え、再び分離するために、プロパンをプロピレン生成物に加える）場合に、これらの下流区分でのサイジングおよびエネルギ支出が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許出願第２０１３／２４８４１８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，１３７，１４７号明細書
【特許文献３】米国特許第３，８４２，１３８号明細書
【特許文献４】米国特許第２００６／２８７５６１号明細書
【特許文献５】米国特許第３，８３９，４８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、上記の問題を克服する、原油を含む炭化水素原料からオレフィンおよび芳香族石油化学製品を製造するための、統合水素化分解処理を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、原油を含む炭化水素原料からオレフィンおよび芳香族石油化学製品を製造するための、統合水素化分解処理を提供することであり、ＬＰＧに変換される原油の一部が著しく増加する。
【００１５】
本発明の別の目的は、原油を含む炭化水素原料からオレフィンおよび芳香族石油化学製品を製造するための、統合水素化分解処理を提供することであり、水素化分解ステップの効率および選択性が、重大度によって制御される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
したがって、本発明は、原油を含む炭化水素原料からオレフィンおよび芳香族石油化学製品を生成するための統合水素化分解処理に関し、本処理は、
水素含有量が増加した第１の流出物を生成するのに有効な条件下で、水素の存在下で第１の水素化分解域において原油および残液生成物を含む原料を処理するステップと、
第１の流出物をＬＰＧ含有流および液相流に分離するステップと、
前記ＬＰＧ含有流を、水素含有流、メタン含有流、エタン含有流、ブタン含有流、プロパン含有流、Ｃ１マイナス含有流、Ｃ３マイナス含有流、Ｃ１−Ｃ２含有流、Ｃ３−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ４含有流、Ｃ２マイナス含有流、Ｃ４マイナス含有流のグループから選択された１つまたは複数の流れに分離するステップと、
得られた１つまたは複数の流れを、ブタン脱水素装置、プロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、またはそれらの装置の組み合わせのグループから選択される少なくとも１つの装置と蒸気クラッカ装置においてさらに処理して、混合生成物流を生成するステップと、
混合生成物流を、ブタン脱水素装置、プロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、またはそれらの装置の組み合わせのグループから選択される少なくとも１つの装置と前記蒸気クラッカ装置から第２の分離区分へ供給するステップと、
スラリー中間生成物を生成するために残油水素化分解域で液相流を熱クラッキングするステップと、
混合生成物流を分離するステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】統合水素化処理およびシステムを含む処理フローダイアグラムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明によれば、ＬＰＧ含有流は、水素含有流、メタン含有流、エタン含有流、ブタン含有流、プロパン含有流、Ｃ１マイナス含有流、Ｃ３マイナス含有流、Ｃ１−Ｃ２含有流、Ｃ３−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ４含有流、Ｃ２マイナス含有流、Ｃ４マイナス含有流のグループから選択される１つまたは複数の流れに、任意の適切な分離技術を使用して分離され、エタン含有流、Ｃ１−Ｃ２含有流、およびＣ２マイナス含有流のグループから選択される少なくとも１つの流れを、蒸気クラッカ装置に供給することが好ましい。このことは、何らのより重い蒸気クラッキング成分も、蒸気クラッカにわたって再循環せず、最終的に、装置サイズおよびエネルギ要求の減少をもたらすことである。場合によってはさらにメタンおよび／またはエタンで希釈される、結合プロパン／ブタン流、または場合によってはメタンおよび／またはエタンで希釈されるプロパン流をもたらす代替分離方式を使用することができる。
【００１９】
「流れ（流）」という用語で示される流れ（流）は、本処理内で生成される流れ（流）に関し、すなわち、これらの流れ（流）は、「外部」からのものではないことに留意されたい。
【００２０】
したがって、本方法は、ＬＰＧ含有流の生成を最適化することに焦点を当て、ＬＰＧ含有流は、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を生成するための蒸気熱分解処理および／または脱水素処理のための極めて有用な原料として識別される。
【００２１】
前述のように、エタン含有流、および／またはＣ１−Ｃ２含有流、および／またはＣ２マイナス含有流は、ガス蒸気クラッキング装置に供給されることが好ましく、プロパンおよびブタン含有流は、脱水素装置に供給されることが好ましい。この処理ルートは、さらに高い炭素効率をもたらし、ＬＰＧまでずっと高い変換水素化分解が必要とされる量の水素を生成する。重質材料流は、スラリー水素化分解域にフィードとして直接送られる。
【００２２】
したがって、本方法は、蒸気クラッカ装置と、ブタン脱水素装置、プロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、または混合生成物流を生成するためのそれらの装置の組み合わせのグループから選択される少なくとも１つの装置との組み合わせを備える。装置のこの組み合わせにより、所望の生成物、すなわち、オレフィンおよび芳香族石油化学物質の高収率をもたらし、ＬＰＧに変換される原油の部分が、著しく増加する。
【００２３】
好適な実施形態によれば、ＬＰＧ含有流は、１つまたは複数の流れに分離され、水素含有流は、水素化分解のための水素源として使用されることが好ましく、メタン含有流は、燃料源として使用されることが好ましく、エタン含有流は、蒸気クラッキング装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、プロパン含有流は、プロパン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、ブタン含有流は、ブタン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、Ｃ１マイナス含有流は、燃料源および／または水素源として使用されることが好ましく、Ｃ３マイナス含有流は、プロパン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましいが、別の実施形態により、蒸気クラッキング装置に対するフィードとしても使用されることが好ましく、Ｃ２−Ｃ３含有流は、プロパン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましいが、別の実施形態により、蒸気クラッキング装置に対するフィードとしても使用されることが好ましく、Ｃ１−Ｃ３含有流は、プロパン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましいが、別の実施形態により、蒸気クラッキング装置に対するフィードとしても使用されることが好ましく、Ｃ１−Ｃ４ブタン含有流は、ブタン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、Ｃ２−Ｃ４ブタン含有流は、ブタン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、Ｃ２マイナス含有流は、蒸気クラッキング装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、Ｃ３−Ｃ４含有流は、プロパンもしくはブタン脱水素装置または結合プロパンおよびブタン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましく、Ｃ４マイナス含有流は、ブタン脱水素装置に対するフィードとして使用されることが好ましい。
【００２４】
本明細書で使用する場合、「Ｃ＃炭化水素」または「Ｃ＃」という用語は、「＃」が正の整数であり、＃個の炭素原子を有する全ての炭化水素を記述することを意味する。さらに、「Ｃ＃＋炭化水素」または「Ｃ＃＋」という用語は、＃個以上の炭素原子を有する全ての炭化水素分子を記述することを意味する。それに応じて、「Ｃ５＋炭化水素」または「Ｃ５＋」という用語は、５つ以上の炭素原子を有する炭化水素の混合物を記述することを意味する。それに応じて、「Ｃ５＋アルカン」という用語は、５以上の炭素原子を有するアルカンに関する。それに応じて、「Ｃ＃マイナス炭化水素」または「Ｃ＃マイナス」という用語は、＃個以下の炭素原子を有し、水素を含む、炭化水素の混合物を記述することを意味する。例えば、「Ｃ２−」または「Ｃ２マイナス」という用語は、エタン、エチレン、アセチレン、メタン、および水素の混合物に関する。例えば、Ｃ１−Ｃ３という用語は、Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３を備える混合物に関する。最後に、「Ｃ４ｍｉｘ」という用語は、ブタン、ブテン、およびブタジエン、すなわち、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、１−ブテン、シス−およびトランス−２−ブテン、ｉ−ブテン、ならびにブタジエンの混合物を記述することを意味する。
【００２５】
「オレフィン」という用語は、定着した意味で本明細書で使用される。それに応じて、オレフィンは、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む不飽和炭化水素化合物を意味する。「オレフィン」という用語は、エチレン、プロピレン、ブタジエン、ブチレン−１、イソブチレン、イソプレン、およびシクロペンタジエンの２つ以上を備える混合物を意味することが好ましい。
【００２６】
「ＬＰＧ」という用語は、本明細書で使用される場合、「液化石油ガス」という用語に対する定着した頭字語を意味する。ＬＰＧは、一般に、Ｃ３−Ｃ４炭化水素の混合物、すなわち、Ｃ３およびＣ４炭化水素の混合物から成る。
【００２７】
本発明の処理で生成される石油化学製品の１つが、ＢＴＸである。「ＢＴＸ」という用語は、本明細書で使用される場合、ベンゼン、トルエン、およびキシレンの混合物に関する。本発明の処理で生成される生成物は、エチルベンゼンなどのさらに有用な芳香族炭化水素を備えることが好ましい。したがって、本発明は、ベンゼン、トルエンキシレン、およびエチルベンゼン（ＢＴＸＥ）の混合物を生成するための処理を提供することが好ましい。生成される生成物は、さまざまな芳香族炭化水素の物理的混合物とすることができ、または、例えば、蒸留によって、さまざまな精製された生成物流を提供するために、さらに直接分離してもよい。そのような精製された生成物流は、ベンゼン生成物流、トルエン生成物流、キシレン生成物流、および／またはエチルベンゼン生成物流を含むことができる。
【００２８】
本方法によれば、少量のメタンが生成され、メタンは、蒸気クラッキングおよび脱水素炉のための燃料として使用することができる。任意のより重い材料は、説明する処理のさまざまな段階に再循環させることができる。
【００２９】
好適な実施形態によると、本処理は、プロパン含有流、Ｃ３−Ｃ４含有流、Ｃ３マイナス含有流、ブタン含有流、Ｃ４マイナス含有流、Ｃ２−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ４含有流、およびＣ２−Ｃ４含有流のグループから選択された少なくとも１つの流れを、ブタン脱水素装置、およびプロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、またはそれらの装置の組み合わせのグループから選択された少なくとも１つの脱水素装置に供給するステップをさらに備える。
【００３０】
「流れ（流）」という用語で本明細書で言及される流れ（流）は、本処理内で生成される流れ（流）に関し、すなわち、これらの流れ（流）は、「外部」からのものではないことに留意されたい。
【００３１】
別の好適な実施形態によれば、本処理は、オレフィンおよび芳香族化合物を、分離された混合生成物流から回収するステップをさらに備える。
【００３２】
好適な実施形態によれば、本処理は、水素含有量が増加した第２の流出物を生成するのに有効な条件下で、水素の存在下で第２の水素化分解域において前記液相フィードを処理するステップと、
前記第２の水素化分解域からの第２の流出物から、ＢＴＸＥ含有流、ＬＰＧ含有流、および残液流を回収するステップとをさらに備える。第２の水素化分解域の利点の一つは、重大度を制御することによって、水素化分解ステップの効率性および選択性にわたってより大きな制御を与えることである。
【００３３】
好適な実施形態によれば、本処理は、スラリー中間生成物を生成するために、残油水素化分解域で、前記残液流を、前記液相流と共に、熱クラッキングするステップをさらに備える。残油水素化分解域では、全ての残りの重炭化水素留分は、水素化分解域の１つでＬＰＧに変換することができる、より軽いフィードに変換される。これらのＬＰＧ含有流は、蒸気クラッカ装置および脱水素装置のいずれか一方に送られる。
【００３４】
好適な実施形態によれば、本処理は、前記第１の水素化分解域から生成されるＬＰＧ含有流と、前記第２の水素化分解域から生成されるＬＰＧ含有流とを組み合わせるステップをさらに備える。
【００３５】
好適な実施形態によれば、本処理は、スラリー中間生成物から気体生成物を回収し、このように回収された気体生成物とＬＰＧ含有流とを混ぜ合わせるステップをさらに備える。
【００３６】
好適な実施形態によれば、本処理は、第１および第２の流出物から残液留分を分離するステップ、および第１の水素化分解域および／または第２の水素化分解域の入口に前記残液留分を再循環させるステップをさらに備える。別の実施形態において、スラリー水素化分解域のガス／液体流出物は、第２の水素化分解域の流出物（ＬＰＧより重い）と同様の各流れの組成物および圧力に最良に一意する処理装置のいずれかに再循環させることができる。これらの２つの再循環は、混合することができるか、または別々のままにしておくことができ、本統合処理におけるさまざまなフィード位置にもたらすことができる。
【００３７】
オレフィンおよび芳香族化合物を、分離された混合生成物流から回収することが好ましい。
【００３８】
好適な実施形態によれば、本処理は、分離された混合生成物流からメタンを回収し、前記メタンを、バーナおよび／またはヒータのための燃料として使用するために蒸気クラッカに再循環させるステップをさらに備える。
【００３９】
好適な実施形態によれば、本処理は、分離された混合生成物流から水素を回収および精製し、前記第１の水素化分解域および／または第２の水素化分解域の入口に、再循環させるステップをさらに備える。
【００４０】
好適な実施形態によれば、本処理は、分離された混合生成物流から熱分解燃料油を回収し、前記第１の水素化分解域および／または第２の水素化分解域の入口に、または残油水素化分解域の入口に、前記熱分解燃料油を再循環させるステップをさらに備える。
【００４１】
アルカンをオレフィンに変換するための非常に一般的な処理には、「蒸気クラッキング」を含む。本明細書で使用する場合、「蒸気クラッキング」という用語は、飽和炭化水素がより小さな、多くの場合、不飽和の、エチレンおよびプロピレンなどの炭化水素に分解される、石油化学的処理を意味する。蒸気クラッキングでは、エタン、プロパン、ブタン、またはそれらの混合物のようなガス状炭化水素フィード（ガスクラッキング）、またはナフサもしくはガス油などの液体炭化水素フィード（液体クラッキング）は、蒸気と共に希釈され、酸素のない炉の中で短時間で加熱される。通常は、反応温度は非常に高く、約８５０℃であるが、反応は、非常に短時間にのみ行われることが可能であり、通常、滞留時間は、５０から５００ミリ秒である。炭化水素のエタン、プロパン、およびブタンは、それに応じて、特殊な炉で別々にクラッキングされ、最適な条件でのクラッキングを確実にすることが好ましい。クラッキング温度に到達すると、ガスは迅速に急冷され、移送ライン熱交換器内で、または急冷油を使用して急速冷凍ヘッダ内で、反応を停止する。蒸気クラッキングは、反応器壁面での、コークスのゆっくりとした堆積、カーボンの形成をもたらす。デコーキングは、炉を本処理から分けることを必要とし、その場合、蒸気または蒸気／空気混合物の流れが、炉コイルを通過する。これにより、硬い固体の炭素層を、一酸化炭素と二酸化炭素とに変換する。この反応が完了すると、炉は、サービスに復帰する。蒸気クラッキングにより生成された生成物は、フィードの組成物、炭化水素対蒸気の比率、クラッキング温度、および炉の滞留時間に依存する。エタン、プロパン、ブタン、または軽ナフサなどの軽質炭化水素は、エチレン、プロピレン、およびブタジエンを含む、より軽いポリマグレードのオレフィンに富む生成物流をもたらす。より重い炭化水素（フルレンジおよび重ナフサおよびガス油留分）はまた、芳香族炭化水素に富む生成物をもたらす。
【００４２】
蒸気クラッキングによって生成されたさまざまな炭化水素化合物を分離するために、クラックガスは、分留装置に供される。そのような分留装置は、当分野で周知であり、いわゆるガソリン分留塔を備えることができ、重蒸留物（「カーボンブラックオイル」）および中間蒸留物（「クラッキング蒸留物」）は、軽蒸留物およびガスから分離される。それに続く急冷塔では、蒸気クラッキングによって生成された軽蒸留物のほとんど（熱分解ガソリン）が、軽蒸留物を凝縮することによってガスから分離することができる。次いで、ガスは、複数の圧縮段階に供することができ、軽蒸留物の残りの部分は、圧縮段階の間にガスから分離することができる。さらに、酸性ガス（ＣＯ２およびＨ２Ｓ）は、圧縮段階の間に除去することができる。以下のステップでは、熱分解によって生成されたガスは、水素のみが気相で保持されるよう、連鎖的冷却システムの段階にわたって部分的に凝縮することができる。次いで、さまざまな炭化水素化合物を、単純な蒸留によって分離することができ、エチレン、プロピレン、およびＣ４オレフィンが、蒸気クラッキングによって生成される最も重要な高付加価値化学物質である。蒸気クラッキングによって生成されたメタンは、一般に、燃料ガスとして使用され、水素は、分離され、水素化分解処理などの、水素を消費する処理に再循環させることができる。蒸気クラッキングによって生成されたアセチレンは、エチレンに選択的に水素化されることが好ましい。クラックガス内に含まれるアルカンは、アルカンをオレフィンに変換するための処理に再循環させることができる。
【００４３】
「プロパン脱水素装置」という用語は、本明細書で使用される場合、石油化学処理装置に関し、プロパン供給流は、プロピレンおよび水素を含む生成物に変換される。したがって、「ブタン脱水素装置」という用語は、ブタン供給流を、Ｃ４オレフィンに変換するための処理装置に関する。さらに、プロパンおよびブタンなどの低級アルカンを脱水素するための処理について、低級アルカン脱水素処理として説明する。低級アルカンを脱水素する処理は、当分野で既知であり、酸化的水素化処理および非酸化的脱水素処理を含む。酸化的脱水素処理では、処理熱が、フィード内の低級アルカンの部分的な酸化によりもたらされる。本発明の状況での好ましい非酸化的脱水素処理では、吸熱性脱水素反応に対する処理熱が、燃料ガスまたは蒸気の燃焼によって得られる高温の煙道ガスなどの外部熱源によってもたらされる。例えば、ＵＯＰ  Ｏｌｅｆｌｅｘ処理により、移動床反応器内のアルミナでサポートされる白金を含む触媒の下で、プロピレンを形成するためのプロパンの脱水素、および（イソ）ブチレン（またはそれらの混合物）を形成するための（イソ）ブタンの脱水素が可能となる（例えば、米国特許第４，８２７，０７２号明細書参照）。Ｕｈｄｅ  ＳＴＡＲ処理により、亜鉛−アルミナスピネルでサポートされる活性化白金触媒の存在下で、プロピレンを形成するためのプロパンの脱水素またはブチレンを形成するためのブタンの脱水素が可能となる（例えば、米国特許第４，９２６，００５号明細書参照）。ＳＴＡＲ処理は、オキシ脱水素の原理を適用することによって、最近、改良されている。反応器の二次断熱域では、中間生成物からの水素の一部が、追加酸素と選択的に変換され、水を形成する。これにより、熱力学的平衡をより高い変換にシフトし、より高い収率を達成する。また、吸熱性脱水素反応のために必要となる外部熱が、発熱水素変換によって部分的に供給される。Ｌｕｍｍｕｓ  Ｃａｔｏｆｉｎ処理では、周期的に動作する多くの固定床反応器を使用する。触媒は、１８から２０重量％クロムを含んだ活性化アルミナである（例えば、欧州特許第０１９２０５９Ａ１号明細書および英国特許第２１６２０８２Ａ号明細書参照）。Ｃａｔｏｆｉｎ処理は、ロバストであるようレポートされ、白金触媒の作用を損なわせる可能性のある不純物を処理することを可能にする。ブタン脱水素処理によって生成された生成物は、ブタンフィードおよび使用されたブタン脱水素処理の性質に依存する。また、Ｃａｔｏｆｉｎ処理により、ブチレンを形成するためのブタンの脱水素が可能となる（例えば、米国特許第７，６２２，６２３号明細書参照）。
【００４４】
本発明の処理の他の態様、実施形態、および利点は、以下で詳細に説明する。さらに、上記の情報および以下の詳細な説明の両方は、さまざまな態様および実施形態の単なる例であり、特許請求する特徴および実施形態の性質および特性を理解するための概要または枠組みを提供することを意図することが理解されよう。添付図面は、例示的なものであり、本発明の処理のさまざまな態様および実施形態のさらなる理解のために提供される。
【００４５】
参照番号１０１で示すような統合水素化処理およびシステムを含む処理フローダイアグラムを、図１に示す。統合システム１０１は、一般に、選択的水素化処理域、蒸気熱分解域、生成物分離域、および残油水素化分解域を含む。
【００４６】
選択的水素化処理域は、原油フィード１、残液生成物流３６、３７、水素４８、４３、および、必要に応じて、生成水素（図示せず）を含む混合物３を受け取るための入口を有する、水素化処理反応域４、すなわち、第１の水素化分解域装置を含む。水素化処理反応域４は、水素化処理流出物５を放出するための放出口をさらに含む。水素化処理流出物５は、水素化処理反応域５、すなわち、第１の水素化処理域装置の入口への流れ３７として、部分的に再循環させることができる。
【００４７】
水素化処理反応域４からの反応器流出物５の残りの部分６は、高圧分離器７に送られる。分離器上部９は、アミン装置４５で洗浄され、結果的に得られる水素が豊富なガス流４６が、再循環コンプレッサ４７に通され、第一の水素化処理反応器４で再循環ガス４８として使用される。高圧分離器７からの底部流８は、実質的に液相であり、冷却されて、流れ１０として、低圧冷却分離器１２に導入され、ガス流１３、すなわち、ＬＰＧ含有流と、液流１４とに分離される。高圧分離器７からの残液相１１および低圧冷却分離器１２からの残液相１５は、水素化処理反応域４、すなわち、第１の水素化分解域装置の入口に再循環させることができる。低圧冷却分離器１２からのガス１３は、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、および、Ｃ１−Ｃ４炭化水素などの任意の軽質炭化水素を含む。
【００４８】
ＬＰＧ含有流１３は、装置１９で、水素含有流、メタン含有流、エタン含有流、ブタン含有流、プロパン含有流、Ｃ１マイナス含有流、Ｃ３マイナス含有流、Ｃ１−Ｃ２含有流、Ｃ３−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ３含有流、Ｃ１−Ｃ４含有流、Ｃ２−Ｃ４含有流、Ｃ２マイナス含有流、Ｃ４マイナス含有流のグループから選択される１つまたは複数の流れなどの個々の流れ２０、２１、２２に、さらに分離される。個々の流れ２０、２１、２２の数を制限して示してあるが、本発明は、個々の流れを特定の数に制限するものではないことは明らかである。流れ２０、すなわち、分離装置１９から生成される軽質留分は、ガス蒸気クラッカ装置５１に送られることが好ましい。ガス蒸気クラッカ装置５１からの流出物流５２は、分離区分４１に送られる。これらの個々の流れ２１、２２は、装置３８でさらに処理され、装置３８は、ブタン脱水素装置、プロパン脱水素装置、結合プロパン−ブタン脱水素装置、または混合生成物流３９を生成するためのそれらの装置の組み合わせから選択される装置のグループとして理解されよう。装置３８はまた、混合生成物流３９を分離し、例えば、分離された混合生成物流３９から、オレフィンおよび芳香族化合物を含む、いくつかの流れ４０、４４．７２を受け取るための分離区分４１を備える。個々の流れ４０、４４、７２の数を制限して示してあるが、本発明は、個々の流れを特定の数に制限するものではないことは明らかである。流れ４２は、主に、水素を含む。分離区分４１は、いくつかの分離装置を備えることができる。メタン含有流部分は、装置４１で分離され、蒸気クラッカだけでなく、装置３８の脱水素装置に再循環させることができ、バーナおよび／またはヒータのための燃料として使用される。次いで、水素含有流４２は、純度９９．９％＋の水素流４３を得るために圧力スイング吸着法（ＰＳＡ）装置などの水素精製装置４９に、または純度約９５％の水素流４３を得るために膜分離装置に、または他の任意の水素精製技術に所望の水素純度を実現するために通される。次いで、精製された水素流４３は、水素化処理反応域４に対する必要な水素の主要部分として働くよう再循環され、またはその一部５０が、第２の水素化分解域２４に対する必要な水素の主要部分として働くよう再循環される。液流１６の全てまたは一部は、第２の水素化分解域２４へのフィードとして働く。第２の水素化分解域２４は、ＢＴＸＥ含有流２５、ＬＰＧ含有流２３、および液体残流２７を含む、第２の流出物を生成する。流れ２７は、スラリー水素化処理域３１に送られる流れと、第１の水素化分解域４の入口に再循環される流れとに分離することができる。
【００４９】
さらなる実施形態において、分離域１７は、区分２４の上流に含まれる。流れ１６は、例えば、蒸留またはフラッシングによって、残液相２８（装置２９に送られる）および液相１８（第２の水素化分解域２４に送られる）に留分される。
【００５０】
第２の水素化分解域２４は、ここでは単一のものであると示してあるが、本説明において、参照番号２４は、分離区分を含む、水素化分解域、すなわち、フィード水素化分解（ＦＨＣ）、ガソリン水素化分解（ＧＨＣ）、芳香族開環、水素化分解（ガス油）、および残油水素化分解（真空残油）のグループから選択される１つまたは複数の装置を備える水素化分解域として理解されよう。
【００５１】
図１で示した構成を使用する処理では、原油原料１および残重質液生成物３６、３７は、有効な量の水素４８、４３（および、図示しないが、任意選択的に、生成水素）と混合され、混合物は、２００℃から６００℃の範囲の温度で選択的水素化処理反応域４の入口に溜められる。
【００５２】
水素化処理反応域４は、水素化脱金属化（ｈｙｄｒｏｄｅｍｅｔａｌｌｉｚｅ）、水素化脱芳香化（ｈｙｄｒｏｄｅａｒｏｍａｔｉｚｅ）、水素化脱窒素化（ｈｙｄｒｏｄｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｔｅ）、水素化脱硫化（ｈｙｄｒｏｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅ）、および／または、ある実施形態では原油である、油原料を水素化分解するのに有効なパラメータのもとで動作する。ある実施形態において、水素化処理は、以下の条件、すなわち、２００℃から６００℃の範囲の動作温度、０．２から２０ＭＰａの範囲の動作圧力、および０．１ｈ＜−１＞から１０ｈ＜−１＞の範囲の液体時間空間速度（ＬＨＳＶ）を使用して実行される。
【００５３】
残油水素化分解域へのフィードは、混合生成物流３９からの高価値生成物から生成される流れ３４、第２の水素化分解域２４からの流れ２７、残重質液を含む流れ２８の組み合わせを含む。この結合フィードは、任意選択的に、混合域２９を介して、スラリー水素化処理域３１で処理される。混合域２９では、残液留分は、スラリー水素化処理域３１のフィードを形成するために、触媒活性粒子を含む、スラリー未変換残留物３３と混合される。次いで、このフィード３０は、水素（図示せず）の存在下で、スラリー水素化処理域３１で品質向上され、中間蒸留物を含むスラリー中間生成物３２を生成する。ある実施形態において、スラリー水素化処理域３１は、水素化処理域４および／または第２の水素化分解域２４における１つまたは複数の反応器を伴う共通高圧ループ下にある。スラリー中間生成物３２は、分離装置７０を介して、再循環され、ガス状流７１および流れ７３に分離されることが好ましいが、フィード組成物で最も適合する第２の水素化分解域２４における個々のハイドロクラッカにフィードのいずれかで直接入ることもできる。そのような流れ７１は、他のＬＰＧ含有流１３、２３と混ぜ合わせることができる。流れ７３は、変換するために第２の水素化分解域２４で処理される前に、装置１７からの流出物と混合されることが好ましい。
【００５４】
第２の水素化分解域２４が存在しない実施形態において、液流１６（ここでは、流れ２８）は、残油水素化分解またはスラリー水素化処理域３１で熱クラッキングされ、スラリー中間生成物３２を生成する。
【００５５】
前述のように、第２の水素化分解域２４は、フィード水素化分解（ＦＨＣ）、ガソリン水素化分解（ＧＨＣ）、芳香族開環、水素化分解（ガス油）、および残油水素化分解（真空残油）のグループから選択される１つまたは複数の装置を備える水素化分解域である。好ましいＦＨＣ条件は、温度が３００から５５０℃、圧力が３００から５０００ｋＰａゲージ、単位時間当たりの重量空間速度が０．１から１０ｈ−１である。より好ましいフィード水素化分解条件（ＦＨＣ）は、温度が３００から４５０℃、圧力が３００から５０００ｋＰａゲージ、単位時間当たりの重量空間速度が０．１から１０ｈ−１である。芳香族炭化水素の開環に最適化されたさらにより好ましいＦＨＣ条件は、温度が３００から４００℃、圧力が６００から３０００ｋＰａゲージ、単位時間当たりの重量空間速度が０．２から２ｈ−１である。好ましいガソリン水素化分解条件（ＧＨＣ）は、温度が３００から５８０℃、より好ましくは、４００から５８０℃、さらにより好ましくは、４３０から５３０℃、圧力が０．３から５ＭＰａゲージ、より好ましい圧力は０．６から３ＭＰａゲージ、特に好ましい圧力は、１から２ＭＰａゲージ、最も好ましい圧力は、１．２から１．６ＭＰａゲージ、重量空間速度（ＷＨＳＶ）は、０．１から２０ｈ−１、より好ましい重量空間速度は、０．２から１５ｈ−１、最も好ましい重量空間速度は、０．４から１０ｈ−１である。芳香族開環処理（ＡＲＯ処理、例えば、米国特許第７，５１３，９８８号明細書参照）は、芳香族水素添加触媒の存在下で、（炭化水素原料に関して）１から３０重量％、好ましくは、５から３０重量％の水素を伴い、温度が１００から５００℃、好ましくは２００から５００℃、より好ましくは３００から５００℃、圧力が２から１０ＭＰａで、芳香環飽和を、環開裂触媒の存在下で、（炭化水素原料に関して）１から２０重量％の水素を伴い温度が２００から６００℃、好ましくは３００から４００℃、圧力が１から１２ＭＰａで環開裂を備え、ここで、前記芳香環飽和および環開裂は、１つの反応器、または２つの連続する反応器で実行することができる。水素化分解のために使用される処理条件は、一般に、処理温度２００から６００℃、上昇圧力０．２から２０ＭＰａ、空間速度０．１から２０ｈ−１を含む。
【図１】
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