(57)【要約】【課題】重炭化水素供給材料から改質産物を産生する方法を提供すること。【解決手段】この方法は、：ａ）次の工程を包含する方法による重炭化水素供給材料を改質する工程：ｉ）粒子状熱キャリアを上方流れリアクター中に提供する工程；ｉｉ）重炭化水素供給材料を、上方流れリアクター中に、粒子状熱キャリアの重炭化水素供給材料に対する負荷比が約１０：１〜約２００：１であるように、粒子状熱キャリアの位置の上にある少なくとも１つの位置で導入する工程であって、上方流れリアクターが、約３００℃〜約７００℃の温度で稼動されている工程、およびｉｉｉ）重炭化水素供給材料を、粒子状熱キャリアと約２０秒未満の滞留時間で相互作用させ、産物ストリームと粒子状熱キャリアとを含む産物混合物を産生する工程；ｂ）産物ストリームを、粒子状熱キャリアから分離する工程；およびｃ）減圧タワーを用いて該産物ストリームから改質産物を得る工程を包含する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重炭化水素供給材料から改質産物を産生する方法であって：
ａ）以下の工程を包含する方法によって重炭化水素供給材料を改質する工程：
ｉ）粒子状熱キャリアを上方流れリアクター中に提供する工程；
ｉｉ）該重炭化水素供給材料を、該上方流れリアクター中に、該粒子状熱キャリアの該重炭化水素供給材料に対する負荷比が約１０：１〜約２００：１であるように、該粒子状熱キャリアの位置の上にある少なくとも１つの位置で導入する工程であって、ここで、該上方流れリアクターが、約３００℃〜約７００℃の温度で稼動されている工程、および
ｉｉｉ）該重炭化水素供給材料を、該粒子状熱キャリアと約２０秒未満の滞留時間で相互作用させ、産物ストリームと該粒子状熱キャリアとを含む産物混合物を産生する工程；
ｂ）該産物ストリームを、該粒子状熱キャリアから分離する工程；および
ｃ）減圧タワーを用いて該産物ストリームから改質産物を得る工程、を包含する、方法。
【請求項２】
前記分離する工程（工程ｂ）の後に、ガス状産物および液体産物混合物を前記産物ストリームから得、該液体産物混合物が、軽画分と重画分とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
油産生施設のエネルギー要求を決定する工程をさらに包含し、そして決定されたエネルギー要求を基に：
Ａ）エネルギーの形態への変換のために、前記液体産物混合物の重画分のすべてを該油産生施設に輸送すること、
Ｂ）エネルギーの形態への変換のために、該液体産物混合物の重画分の画分を該油産生施設に輸送し、そして該重画分の残りの画分を、リサイクルされた産物ストリームを生成するためにリサイクルされた熱分解内稼動内のさらなる処理のために前記上方流れリアクターにリサイクルすること、または
Ｃ）リサイクルされた産物ストリームを生成するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために該上方流れリアクターに該液体産物混合物の該重画分のすべてをリサイクルすること、のいずれかを行う、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
油産生施設のエネルギー要求を決定する工程をさらに包含し、そして決定されたエネルギー要求を基に：
Ａ’）前記液体産物混合物の重画分のすべてをエネルギーの形態に変換し、そして該エネルギーを該油産生施設に輸送すること、
Ｂ’）該液体産物混合物の重画分の画分をエネルギーの形態に変換し、そして該エネルギーを該油産生施設に輸送すること、そしてリサイクルされた産物ストリームを産生するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために、該重画分の残りの画分を前記上方流れリアクターにリサイクルすること、または
Ｃ’）リサイクルされた産物ストリームを生成するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために該上方流れリアクターに該液体産物混合物の重画分のすべてをリサイクルすること、のいずれかを行う、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記さらなる処理が、
前記重画分を、前記粒子状熱キャリアと混合することを含み、ここで、前記リサイクルされた熱分解稼動の該粒子状熱キャリアが、前記改質する工程（工程ａ）で用いられた温度とほぼ同じ温度、またはその温度を超える温度である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記さらなる処理が、
前記重画分を、前記粒子状熱キャリアと混合することを含み、ここで、前記リサイクルされた熱分解稼動の該粒子状熱キャリアが、前記改質する工程（工程ａ）で用いられた温度とほぼ同じ温度、またはその温度を超える温度である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記産物ストリームが、前記軽画分と重画分とを得る前に、熱凝縮器内で処理される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記重炭化水素供給材料が、重油または瀝青のいずれかである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記上方流れリアクターが、約４５０℃〜約６００℃の範囲の温度で稼動する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記リアクターが、約４８０℃〜約５５０℃の範囲の温度で稼動される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記導入する工程（工程ａ）ｉｉ））における負荷比が、約２０：１〜約３０：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記改質する工程の前に、前記供給材料が、該供給材料の液体成分から該供給材料の揮発性成分を分離する分画カラムに導入され、そして該液体成分が改質を受ける（工程ａ）、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記改質する工程の前に、前記供給材料が、該供給材料由来の液体混合物から該供給材料の揮発性成分を分離する分画カラムに導入され、該液体混合物が軽い成分と重い成分とを含み、ここで該重い成分が前記改質する工程（工程ａ）に供され、そして該軽い成分が前記得る工程（工程ｃ）後に前記減圧タワー由来の軽画分と合わされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ｉ）以下を備える上方流れリアクター：
ａ）該上方流れリアクターに沿った複数の位置の少なくとも１つにある少なくとも１つの注入器であって、重炭化水素供給材料を該上方流れリアクター中に導入する少なくとも１つの注入器、
ｂ）粒子状熱キャリアであって、該重炭化水素供給材料に対して約１０：１〜約２００：１の負荷比で存在する粒子状熱キャリア、
ｃ）該粒子状熱キャリアを導入するための入口であって、該少なくとも１つの注入器手段より下に位置する入口、
ｄ）該上方流れリアクター内の変換セクション；
ｉｉ）減圧タワー；および
ｉｉｉ）油産生施設のエネルギー要求を決定するよう構成されたコントローラー、を備える、システム。
【請求項１５】
前記上方流れリアクターへの導入の前に前記重炭化水素供給材料を予備加熱するための予熱器をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記粒子状熱キャリアからガス状産物と液体産物とを分離するために、前記上方流れリアクターの出口に分離器をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された産物を生成するための粘性の粗製供給材料の急速熱プロセシング（ＲＴＰＴＭ）に関する。より詳細には、本発明は、重炭化水素供給材料から低残油および／または残留物のない（ｂｏｔｔｏｍｌｅｓｓ）液体産物を生成するために向上したプロセスおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
重油および瀝青資源は、従来の軽および中程度の粗製油の産生における減少を補填しており、そしてこれら資源からの産生は着実に増加している。パイプラインは、これらの粗製油を、希釈剤がパイプライン仕様に対してそれらの粘度および重量を減少するように添加されない限り取り扱うことはできない。あるいは、所望の性質は、主な改質によって達成される。しかし、希釈された粗製物または改質された合成粗製物は、従来の粗製油とは顕著に異なる。結果として、瀝青ブレンドまたは合成粗製物は、従来の流体触媒クラッキング製油所では容易に処理されない。従って、いずれの場合にも、さらなるプロセシングが、希釈または改質された供給材料のいずれかを取り扱うように構成された製油所で行われなければならない。
【０００３】
多くの重炭化水素供給材料はまた、顕著な量のＢＳ＆Ｗ（底沈降物および水）を含むとして特徴付けられる。このような供給材料は、パイプラインによる輸送に、またはそれらの腐食性質ならびに砂およびに水の存在に起因して精製に適切ではない。代表的には、０．５ｗｔ．％未満のＢＳ＆Ｗを有するとして特徴付けられる供給材料は、パイプラインによって輸送可能であり、そしてより多くのＢＳ＆Ｗを含むものは、輸送の前にＢＳ＆Ｗ含量を低減するためにある程度のプロセシングまたは処理を必要とする。このようなプロセシングは、水および粒子を沈下させるための貯蔵、ならびに水およびその他の成分を追い払うための熱処理を含み得る。しかし、これらの操作は、操業コストを付加する。それ故、当該技術分野内には、この供給材料の輸送またはさらなるプロセシングの前に顕著なＢＳ＆Ｗ含量を有する供給材料を改質する効率的な方法に対する必要性が存在する。
【０００４】
重油および瀝青は、熱、水素クラッキング、粘度破壊（ｖｉｓｂｒｅａｋｉｎｇ）、触媒クラッキング手順を含む所定範囲のプロセスを用いて改質され得る。粘度破壊または触媒クラッキングのような、これらのプロセスのいくつかは、上方流れまたは下方流れリアクター内の不活性または触媒粒子接触材料のいずれかを利用する。触媒接触材料は、大部分はゼオライトを基礎にしている。その一方、粘度破壊は、代表的には、不活性接触材料、炭素の固形分、または不活性カオリン固形分を利用する。
【０００５】
流体触媒クラッキング（ＦＣＣ）、または瀝青供給材料の直接プロセシングのためのその他のユニットの使用が、当該技術分野で知られている。しかし、粗製の供給材料内に存在する多くの化合物が、これらプロセスを、上記接触材料自体の上に堆積することによって妨害する。これら供給材料の夾雑物は、バナジウムおよびニッケルのような金属、（コンラドソン）炭素残渣、およびアスファルテンのようなコークス前駆体を含む。蓄熱室における燃焼によって除去されなければ、これら材料の堆積は、中毒、および接触材料の未熟な置き換えを生じ得る。これは、ＦＣＣプロセスで採用される接触材料について特に真実である。なぜなら、効率的なクラッキングおよびプロセスの適正な温度制御は、触媒プロセスを妨害する燃焼可能な堆積物材料または金属をほとんど含まないか、または含まない接触材料を必要とするからである。
【０００６】
触媒クラッキングユニット内の触媒材料の夾雑物を減少するために、代表的には、ＦＣＣ様リアクターを用い、この供給材料をクラッキングするために必要な温度未満の温度で操作する、粘度破壊、熱またはその他のプロセスを経由する供給材料の前処理が示唆されている。これらのシステムは、ＦＣＣユニットと連続して作動し、そしてＦＣＣの前処理者として機能する。これらの前処理プロセスは、供給材料から夾雑物質を除去するように設計され、そして任意のクラッキングを減じる条件下で作動する。これらのプロセスは、供給材料の任意の改質および制御されたクラッキングが、最適条件下でＦＣＣリアクター内で起こることを確実にする。
【０００７】
これらプロセスのいくつかは、初期供給材料供給物からの回収率を最適化するために、特に、「残油」（すなわち、全粗製油の分画蒸留から産生される供給材料）および底画分（ボトムフラクション）を処理するために適合されている。残油、または底画分の回収のために開示されたプロセスは物理的であり、そしてこの供給材料の最小の変化または化学的変化のない、この供給材料の選択的蒸発または分画蒸留を含む。これらのプロセスはまた、金属除去と組み合わされ、そしてＦＣＣプロセシングに適切な供給材料を提供する。残油の選択的蒸発は、供給材料成分の粘度における任意の減少なくして非クラッキング条件で起こり、そしてクラッキングは、ＦＣＣリアクター内で制御された条件下で起こることを確実にする。これらのアプローチのいずれも、この前処理（すなわち、金属およびコークス除去）プロセス内の供給材料の改質を開示していない。供給材料の熱処理のためのその他のプロセスは、水素付加（水素処理）を含み、これは、供給材料中でいくらかの化学的変化を生じる。
【０００８】
油産生フィールドからの重油の回収を支援するための方法は公知である。例えば、油砂から瀝青を取り出すための１つの方法は、蒸気支援重力排液（ＳＡＧＤ）として知られる。ＳＡＧＤは、天然ガスのようなエネルギーの供給源から生成された蒸気を用い、固まった瀝青の粘度を減少し、そしてそれをパイプラインを通って移動可能にする。この方法は、天然ガスの油田への導入を必要とする。さらに、油砂から瀝青の１バレルを抽出するために必要な天然ガスの量は、約１〜１．２５ＧＪである。天然ガスの価格における変動に起因して、ＳＡＧＤおよび天然ガスを用いて瀝青の１バレルを得るコストは経時的に上昇し得る。それ故、操作のコストを制御し、そして施設が、天然ガスをほとんど、またはまったくなしで稼動することを可能にするために、安価、補充可能でかつ瀝青産生施設の場所に緊密に近接する、蒸気を発生するためのエネルギーの代替の供給源を有することが所望される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、重炭化水素供給材料、例えば、しかし、制限されずに、重油または瀝青供給材料を改質する方法に関し、市場または消費者の要求または選択に基き、所望のように残留物のない産物またはその他の改質された産物を生成する。この方法は、上記供給材料を改質する条件下で作動する、短い滞留時間の熱分解リアクターおよび減圧タワーを利用する。このプロセス内で用いられる供給材料は、顕著なレベルのＢＳ＆Ｗを含み、そしてなお効率的に処理され、それによって、供給材料取り扱いの効率を増加する。さらに、油田のエネルギー要求の一部分またはすべては、部分的に改質された産物のいくらかを取り出すことにより取り扱われ得、それによって、外部から供給される天然ガスに対する必要性を減少するか、またはなくする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の要旨）
本発明は、改質された産物を産生するための粘性の粗製供給材料の急速熱プロセシング（ＲＴＰＴＭ）に関する。より詳細には、本発明は、重炭化水素供給材料から、残留物のない液体産物またはその他の所望の改質産物を産生するための改質プロセスおよび装置に関する。
【００１１】
１つの局面では、本発明は、重炭化水素供給材料、例えば、重油または瀝青から残留物のない産物または改質産物を産生する方法を提供し：
ａ）以下の工程を包含する方法によって重炭化水素供給材料を改質または熱により変換する工程：
ｉ）粒子状熱キャリアを上方流れリアクター中に提供する工程；
ｉｉ）この重炭化水素供給材料を、上記上方流れリアクター中に、上記粒子状熱キャリアの上記重炭化水素供給材料に対する負荷比が約１０：１〜約２００：１であるように、上記粒子状熱キャリアの位置の上にある少なくとも１つの位置で導入する工程であって、ここで、上記上方流れリアクターが、約３００℃〜約７００℃の温度で稼動されている工程、および
ｉｉｉ）上記重炭化水素供給材料を、上記粒子状熱キャリアと約２０秒未満の滞留時間で相互作用させ、産物ストリームと上記粒子状熱キャリアとを含む産物混合物を産生する工程；
ｂ）上記産物ストリームと上記粒子状熱キャリアを分離する工程；および
ｃ）減圧タワーを用いて上記産物ストリームから残留物のないまたは改質産物を得る工程を包含する。
【００１２】
工程ａ）ｉ）の前に、予備改質分離工程が付加され得、上記供給材料の軽い部分を重い部分から分離する。このプロセスは、第１の軽い部分および第１の重い部分を生じる。この供給材料の第１の重い部分は、次いで、工程ａ）ｉｉ）のための供給材料として用いられ得る。この第１の軽い部分は、後に、所望により工程（ｃ）で得られた残留物のない産物または改質産物と合わせられ得る。分離する工程（工程ｂ）の前に、産物ストリームおよび粒子状熱キャリアを含む混合物は、リアクターから取り出され得る。さらに、分離する工程（工程ｂ）の後に、ガス状産物および液体産物（この液体産物は軽画分および重画分を含む）が上記産物ストリームから回収され得る。上記粒子状熱キャリアは、分離する工程（工程ｂ）の後、再加熱器中で再生され得、再生された粒子状熱キャリアを形成し、そしてこの再生された粒子状熱キャリアは、上記上方流れリアクターにリサイクルされ得る。
【００１３】
本発明はまた、上記で規定された方法に関し、これは、さらに：油産生施設のエネルギー要求を決定する工程を包含し、そして消費者の決定されたエネルギー要求または改質された産物の市場需要を基に：
ｉ）エネルギーの形態への変換のために、上記液体産物ストリームの重画分のすべてを上記油産生施設に輸送すること、
ｉｉ）エネルギーの形態への変換のために、上記産物ストリームの重画分の画分を上記油産生施設に輸送し、そしてこの重画分の残りの画分を、リサイクルされた産物ストリームを生成するためにリサイクルされた熱分解内稼動内のさらなる処理のために上記上方流れリアクターにリサイクルすること、または
ｉｉｉ）リサイクルされた産物ストリームを生成するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために上記上方流れリアクターに上記産物ストリームの上記重画分のすべてをリサイクルすることのいずれかを行う。
【００１４】
あるいは、油産生施設のエネルギー要求を決定する工程の後に：
１’）上記産物ストリームの重画分のすべてをエネルギーの形態に変換し、そしてこのエネルギーを上記油産生施設に輸送すること、
ｉｉ’）上記産物ストリームの重画分の画分をエネルギーの形態に変換し、そしてこのエネルギーを上記油産生施設に輸送すること、そしてリサイクルされた産物ストリームを産生するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために、上記重画分の残りの画分を上記上方流れリアクターにリサイクルすること、または
ｉｉｉ’）リサイクルされた産物ストリームを生成するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために上記上方流れリアクターに上記産物ストリームの上記重画分のすべてをリサイクルすること、のいずれかを行う。
【００１５】
本発明はまた、上記で規定された方法に関し、ここで、（リサイクル産物ストリームを産生するためのリサイクル熱分解稼動内の）前記さらなる処理が、上記重画分を、上記粒子状熱キャリアと混合することを含み、ここで、上記リサイクル熱分解稼動の上記粒子状熱キャリアは、上記第１の熱分解稼動（改質する工程）で用いられた温度であるか、またはそれを超える。例えば、上記第１の熱分解稼動（改質する工程）内の上方流れリアクターの温度は、約３００℃から約５９０℃であり、そして上記リサイクル稼動内の上方流れリアクターの温度は約４３０℃〜約７００℃であり、ここで、上記リサイクル熱分解稼動の滞留時間は、上記第１の熱分解稼動（改質する工程）の滞留時間と同じであるか、またはそれより長い。別の例では、急速熱プロセシング（リサイクル稼動）の第２の工程は、上記重画分を、好ましくは約０．０１〜約２０秒、より好ましくは約０．１〜約５秒、最も好ましくは約０．５〜約３秒の間、上記リアクター内で前記粒子状熱キャリアと相互作用させることを含み、ここで、上記粒子状熱キャリアの上記重炭化水素供給材料に対する比は、約１０：１〜約２００：１であり、上記リサイクル産物ストリームを産生する。さらなる例では、上記リサイクル熱分解稼動内の上記粒子状熱キャリアは、上記リサイクル産物ストリームから分離され、そしてリサイクル軽画分を含むリサイクル液体産物混合物が、上記リサイクル産物ストリームから回収される。
【００１６】
本発明はまた、上記に記載された方法に関し、ここで、上記産物ストリームは、上記軽画分および重画分の回収の前に、熱凝縮器内で処理される。
【００１７】
上記で規定された方法のさらなる例では、上記上方流れリアクターは、約４５０℃〜約６００℃、約４８０℃〜約５９０℃、約４８０℃〜約５５０℃、または約５３０℃〜約６２０℃の範囲の温度で稼動される。さらに、上記導入する工程（工程ａ）ｉｉ））において、上記負荷比は、約１０：１〜約２００：１、そしてより好ましくは、約１０：１〜約３０：１である。
【００１８】
上記に記載される方法のその他の例では、予熱器が、約６００℃〜約９００℃、約６００℃〜約８１５℃、または約７００℃〜約８００℃の範囲の温度で稼動される。
【００１９】
本発明はまた、上記で規定された方法に関し、ここで、上記改質する工程の前に、上記供給材料は、上記供給材料の重い成分から軽い部分を分離する改質前分離工程に導入され、そしてこの重い成分は急速熱プロセシングを受ける。好ましい実施形態では、この改質前分離工程からの軽い成分は、改質後分離工程（例えば、減圧タワー中）由来の軽画分と合わされ得、市場または消費者の要求に合致する残留物のない産物および／または改質産物を産生する。
【００２０】
上記で規定される方法で改質後分離工程として用いられる減圧タワー（または減圧蒸留タワー）は、それが、相対的により軽い液体成分から残油（または減圧残油）成分を分離および除去するために高温での減圧下で機能する点で、大気圧分画システムまたはその他の大気圧／凝縮回収容器とは異なる。この減圧タワーは、残油成分のより狭いカットを得るのに有効である点で有利であり、それによって、上記改質する工程から得られるより軽い、より価値ある液体成分の収率を増加する。これは、輸送することがより容易である最終産物の生成を可能にする。残留物のない産物または非常に低い残油産物の生成は、最終製品が、コークス器またはその他の残油取り扱い能力を有さない製油所に送られることを可能にする付加された利点を有する。さらなる実施形態では、１つ以上の軽い部分が、上記改質システムにおいて急冷剤として用いられ得る。
【００２１】
さらに、産生される産物は、市場または消費者の必要性に仕立てられ得る。例えば、この最終産物の質は、上記システムを通過する数を改変することによって調節され得る。第１の実施形態では、改質前分離工程は、第１の軽い部分および第１の重い部分を生成する。この第１の重い部分は、次いで、重炭化水素供給材料として用いられ得、これが次に改質される。上記改質プロセスは、上部および底部産物を生成し、ここで、この上部産物は、一般に、３５０〜４００℃未満の沸点を有し、そしてこの底部産物は、一般に３５０〜４００℃を超える沸点を有する。この底部産物は、改質後分離工程中で処理され、第２の軽い部分および第２の重い部分を産生する。この第２の軽い部分は、上記第１の軽い部分と合わされ得、非常に低い残油％をもち、高度に改質され、および／または残留物のない産物を産生する。上記第２の重い産物は、上記システムにより再処理され得るか、または本明細書でさらに詳細に記載されるように、上記重い産物は、上記システムおよび／または施設のためのエネルギーを生成するために用いられ得る。さらなる好ましい実施形態では、分画器から得られた上記上部産物の一部分は、急冷剤として作用するために移送ラインを通って供給される。この急冷剤の侵入の点は、熱セクションと分画器との間であり得るか、または上記システム内のその他の点であり得る。
【００２２】
好ましくは、上記底部産物は、その各々が上記重い産物のリサイクリングの異なるレベルを提供する３つの経路の１つに送られ得る。第１の経路は、上記底部産物を、供給材料侵入点で上記システムに戻して供給する。第２の経路は、改質後分離工程で上記底部部分を処理し、これは、上記に記載されたプロセスのように、インプット（この場合、上記底部部分）を軽画分および重画分に分離する。第３の経路は、上記底部産物を、上記分離前プロセスで初期粗製産物と合わせ、次いで、これは、軽い部分と重い部分とを生成し、ここで、この重い部分は、次いで、供給材料として、またはその補填物として用いられ得る。これらの代替実施形態および経路内のプロセスを改変することにより、最終の改質産物または残留物のない産物は、市場および消費者の選択に基き仕立てられ得る。例えば、より多くの供給材料を産物に変換するために、単一パスプロセスよりむしろリサイクリングプロセスが利用され得る。
【００２３】
上記産物ストリームまたは残油のすべてまたは画分は、油産生施設による使用のためのエネルギー（例えば、蒸気）の形態に変換され得、それによって、上記プロセスが、この特定の施設のエネルギー必要性に合致するように改変または仕立てられることを可能にする。エネルギーの形態に変換されない任意の産物ストリームまたは残油は、さらなる量の残留物のない軽油画分への改質後分離工程を用いて分離され得るさらなる産物混合物を賛成するための熱処理を含むさらなる改質工程によってリサイクルされ得る。本発明の方法は、それが、油産生施設のエネルギー要求に基き、リサイクリングを受ける産物ストリームまたは残油の量を調節し得るという点で有利である。油産生施設のエネルギー要求に基き、リサイクリングを受ける産物ストリームまたは残油の量は、予め存在するレベルのリサイクリングに対して増加または減少され得る。特に、この油産生施設が任意の外部のエネルギー供給源を要求しない場合、そのときは、上記産物ストリームまたは残油のすべてまたは大部分がリサイクルされ得る。逆に、この油産生施設が、その稼動を支持するために大量の外部エネルギーを必要とする場合、そのときは、より大きな部分の産物ストリームまたは残油材料が、エネルギーへの変換のためにこの油産生施設に輸送され得るか、またはエネルギーの形態に直接変換され得、これは、次に、この施設に運ばれる。さらに、この施設は、好ましくは、エネルギー消費者へ変換ユニットが近接することによって、捕捉された知覚し得る熱の形態で更なるエネルギーを得ることができる。
【００２４】
さらなる例では、上記に記載される方法は、上記軽画分からＶＧＯを単離することをさらに含む。
【００２５】
本発明はまた、上記で規定されたような方法に関し、ここで、上記上方流れリアクターの温度は、７５０℃未満であり、ここで、上記滞留時間は、好ましくは約０．０１〜約２０秒、より好ましくは約０．１〜約５秒、最も好ましくは約０．５〜３秒であり、そしてここで、上記粒子状熱キャリアは、ケイ砂である。
【００２６】
本発明はまた、上記の方法に関し、ここで、上記夾雑物は、コンラドソン（Ｃｏｎｒａｄｏｎ）炭素（コークス）を含み、ＢＳ％Ｗ、ニッケルおよびバナジウムが、上記供給材料から取り出されるか、もしくは減少され、または上記熱キャリア上に堆積されるか、または消費排気ガス調整システムに捕獲される。
【００２７】
別の局面では、本発明は、以下
ｉ）以下を備える上方流れリアクター：
ａ）この上方流れリアクターに沿った複数の位置の少なくとも１つにある少なくとも１つの注入器であって、重炭化水素供給材料をこの上方流れリアクター中に導入する少なくとも１つの注入器、
ｂ）粒子状熱キャリアであって、上記重炭化水素供給材料に対して約１０：１〜約２００：１、または、より特定すれば、１０：１〜３０：１の負荷比で存在する粒子状熱キャリア、
ｃ）上記粒子状熱キャリアを導入するための入口であって、上記少なくとも１つの注入器の手段より下に位置する入口、
ｄ）上記上方流れリアクター内の変換セクション；および
ｉｉ）減圧タワー、を備えるシステムを提供する。
【００２８】
このシステムは、さらに、
ａ）上記重炭化水素供給材料を予備加熱するための予熱器；
ｂ）上記粒子状熱キャリアからガス状産物および液体産物および液体産物を分離するための上記上方流れリアクターの出口にある分離器；
ｃ）粒子状熱キャリア再生器、または再加熱器；
ｄ）上記粒子状熱キャリアを混合セクションに供給するための、上記再生の手段から上記リアクター入口への粒子状熱キャリア再循環ライン；および
ｅ）上記液体産物を冷却し、凝縮し、および回収するための凝縮要素；
ｆ）デミスター、フィルターおよびノックアウト容器のようなさらなる回収手段；または
ｇ）上記上方流れリアクターに輸送媒体を供給するためのリサイクルガス手段、を備え得る。
【００２９】
本発明はまた、上記に記載のシステムに関し、ここで、このシステムおよび上記方法は、上記油産生施設のエネルギー要求に基き構成または改変され得る。
【００３０】
本発明はまた、上記に記載のシステムに関し、これは、上記凝縮要素の前に熱凝縮要素を、そして必要に応じて、上記熱凝縮要素から上記上方流れリアクターの少なくとも１つの注入器への重画分産物再循環器をさらに備える。
【００３１】
本発明はまた、上記で規定されたようなシステムに関し、ここで、上記複数の位置は、上記リアクターの長さに沿って分布された位置を含む。
【００３２】
本発明に従って産生された、上記産物ストリームの残油画分または一部分は、オンサイトまたはオフサイト油産生施設のエネルギー需要を供給するために有利に用いられ得、そしてそれ故、天然ガスのような、その他のよりコスト高のエネルギーの供給源の必要性を部分的または完全になくし、それによって、油抽出のコストを制御する。例えば、上記残油画分、または上記産物ストリームの一部分は、本発明に従って得られ得、そして油抽出プロセス、例えば、蒸気支援重力排液（ＳＡＧＤ）における使用のための蒸気を発生するためのエネルギーの供給源として天然ガスを部分的または完全に置き換えるために用いられ得る。本明細書で規定されるように得られる上記残油画分、または上記産物ストリームの一部分は、それ故、オンサイトで産生される、エネルギーの安価な代替供給源として作用し得る。これは、低減されたコストの稼動を生じ得る。さらに、副産物ストリームから産生されるエネルギーを用いる能力は、このシステムが、特定の場所または施設のエネルギー必要性に仕立てられることを可能にする。
【００３３】
以下により詳細に注記されるように、改質後分離工程と組み合わせて急速熱プロセシングを用い（例えば、減圧タワーを経由する）、重炭化水素供給材料を処理することにより、残留物のない産物のより高い収率が得られ得る。この減圧タワーの使用は、大気圧分画カラム単独で達成可能であるより狭い残油成分のカットを得ることを可能にする。これは、上記改質工程から得られるより軽く、より価値のある液体成分の増加した収率を生じる。ガス油収率をさらに増加するために、減圧タワーが、より高いカットポイントが履行される深いカットモードで操作され得る。さらに、急速熱プロセシングを用いる重炭化水素供給材料の処理と、減圧タワーを組み合わせることにより、上記システムは、油産生施設においてオンサイトで用いられ得、そして産生される産物は、市場または消費者の要求に仕立てられ得る。有利なことに、本発明のシステムを用い、油産生施設のエネルギー要求のすべてまたは一部分が、重炭化水素供給材料の処理の間に産生される液体産物ストリームまたは残油から派生され得る。
【００３４】
したがって、本発明は、以下の項目を提供する：
（項目１）重炭化水素供給材料から改質産物を産生する方法であって：
ａ）以下の工程を包含する方法によって重炭化水素供給材料を改質する工程：
ｉ）粒子状熱キャリアを上方流れリアクター中に提供する工程；
ｉｉ）この重炭化水素供給材料を、この上方流れリアクター中に、この粒子状熱キャリアのこの重炭化水素供給材料に対する負荷比が約１０：１〜約２００：１であるように、この粒子状熱キャリアの位置の上にある少なくとも１つの位置で導入する工程であって、ここで、この上方流れリアクターが、約３００℃〜約７００℃の温度で稼動されている工程、および
ｉｉｉ）この重炭化水素供給材料を、この粒子状熱キャリアと約２０秒未満の滞留時間で相互作用させ、産物ストリームとこの粒子状熱キャリアとを含む産物混合物を産生する工程；
ｂ）この産物ストリームを、この粒子状熱キャリアから分離する工程；および
ｃ）減圧タワーを用いてこの産物ストリームから改質産物を得る工程、を包含する、方法。
（項目２）上記分離する工程（工程ｂ）の後に、ガス状産物および液体産物混合物を上記産物ストリームから得、この液体産物混合物が、軽画分と重画分とを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）油産生施設のエネルギー要求を決定する工程をさらに包含し、そして決定されたエネルギー要求を基に：
Ａ）エネルギーの形態への変換のために、上記液体産物混合物の重画分のすべてをこの油産生施設に輸送すること、
Ｂ）エネルギーの形態への変換のために、この液体産物混合物の重画分の画分をこの油産生施設に輸送し、そしてこの重画分の残りの画分を、リサイクルされた産物ストリームを生成するためにリサイクルされた熱分解内稼動内のさらなる処理のために上記上方流れリアクターにリサイクルすること、または
Ｃ）リサイクルされた産物ストリームを生成するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のためにこの上方流れリアクターにこの液体産物混合物のこの重画分のすべてをリサイクルすること、のいずれかを行う、項目２に記載の方法。
（項目４）油産生施設のエネルギー要求を決定する工程をさらに包含し、そして決定されたエネルギー要求を基に：
Ａ’）上記液体産物混合物の重画分のすべてをエネルギーの形態に変換し、そしてこのエネルギーをこの油産生施設に輸送すること、
Ｂ’）この液体産物混合物の重画分の画分をエネルギーの形態に変換し、そしてこのエネルギーをこの油産生施設に輸送すること、そしてリサイクルされた産物ストリームを産生するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のために、この重画分の残りの画分を上記上方流れリアクターにリサイクルすること、または
Ｃ’）リサイクルされた産物ストリームを生成するために、リサイクルされた熱分解稼動内のさらなる処理のためにこの上方流れリアクターにこの液体産物混合物の重画分のすべてをリサイクルすること、のいずれかを行う、項目２に記載の方法。
（項目５）上記さらなる処理が、
上記重画分を、上記粒子状熱キャリアと混合することを含み、ここで、上記リサイクルされた熱分解稼動のこの粒子状熱キャリアが、上記改質する工程（工程ａ）で用いられた温度とほぼ同じ温度、またはその温度を超える温度である、項目３に記載の方法。
（項目６）上記さらなる処理が、
上記重画分を、上記粒子状熱キャリアと混合することを含み、ここで、上記リサイクルされた熱分解稼動のこの粒子状熱キャリアが、上記改質する工程（工程ａ）で用いられた温度とほぼ同じ温度、またはその温度を超える温度である、項目４に記載の方法。
（項目７）上記産物ストリームが、上記軽画分と重画分とを得る前に、熱凝縮器内で処理される、項目２に記載の方法。
（項目８）上記重炭化水素供給材料が、重油または瀝青のいずれかである、項目１に記載の方法。
（項目９）上記上方流れリアクターが、約４５０℃〜約６００℃の範囲の温度で稼動する、項目１に記載の方法。
（項目１０）上記リアクターが、約４８０℃〜約５５０℃の範囲の温度で稼動される、項目１に記載の方法。
（項目１１）上記導入する工程（工程ａ）ｉｉ））における負荷比が、約２０：１〜約３０：１である、項目１に記載の方法。
（項目１２）上記改質する工程の前に、上記供給材料が、この供給材料の液体成分からこの供給材料の揮発性成分を分離する分画カラムに導入され、そしてこの液体成分が改質を受ける（工程ａ）、項目１に記載の方法。
（項目１３）上記改質する工程の前に、上記供給材料が、この供給材料由来の液体混合物からこの供給材料の揮発性成分を分離する分画カラムに導入され、この液体混合物が軽い成分と重い成分とを含み、ここでこの重い成分が上記改質する工程（工程ａ）に供され、そしてこの軽い成分が上記得る工程（工程ｃ）後に上記減圧タワー由来の軽画分と合わされる、項目１に記載の方法。
（項目１４）
ｉ）以下を備える上方流れリアクター：
ａ）この上方流れリアクターに沿った複数の位置の少なくとも１つにある少なくとも１つの注入器であって、重炭化水素供給材料をこの上方流れリアクター中に導入する少なくとも１つの注入器、
ｂ）粒子状熱キャリアであって、この重炭化水素供給材料に対して約１０：１〜約２００：１の負荷比で存在する粒子状熱キャリア、
ｃ）この粒子状熱キャリアを導入するための入口であって、この少なくとも１つの注入器手段より下に位置する入口、
ｄ）この上方流れリアクター内の変換セクション；
ｉｉ）減圧タワー；および
ｉｉｉ）油産生施設のエネルギー要求を決定するよう構成されたコントローラー、を備える、システム。
（項目１５）上記上方流れリアクターへの導入の前に上記重炭化水素供給材料を予備加熱するための予熱器をさらに備える、項目１４に記載のシステム。
（項目１６）上記粒子状熱キャリアからガス状産物と液体産物とを分離するために、上記上方流れリアクターの出口に分離器をさらに備える、項目１５に記載のシステム。
【００３５】
本発明は、改質された産物を産生するための、粘性の粗製供給材料の急速熱プロセシング（ＲＴＰＴＭ）に関する。より詳細には、本発明は、重炭化水素供給材料から、実質的に残留物のない液体産物またはその他の所望の改質された産物を産生するための改質プロセスおよび装置に関する。
【００３６】
類似の構造または機能の要素は、一般に、図面全体で例示の目的のために一般に同様の参照番号によって表されることに注意すべきである。これら図面は、好ましい実施形態の説明を容易にすることが意図されるのみであることにもまた注意すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、改質された産物を産生するための、粘性の粗製供給材料の急速熱プロセシング（ＲＴＰＴＭ）に関する。より詳細には、本発明は、重炭化水素供給材料から、実質的に残留物のない液体産物またはその他の所望の改質された産物を産生するための改質プロセスおよび装置に関する。
【００３８】
以下の説明は、本発明を効果あるものにするために必要な特徴の組み合わせの制限ではなく、例によるに過ぎない好ましい実施形態である。
【００３９】
本発明は、重炭化水素供給材料、例えば、重油または瀝青から、市場または消費者の要求に合致する残留物のない産物および／または改質された産物を産生する方法を提供し：
ａ）以下の工程を包含する方法によって重炭化水素供給材料を改質する工程：
ｉ）粒子状熱キャリアを上方流れリアクター中に提供する工程；
ｉｉ）上記重炭化水素供給材料を、上記上方流れリアクター中に、上記粒子状熱キャリアの上記重炭化水素供給材料に対する負荷比が約１０：１〜約２００：１であるように、上記粒子状熱キャリアの位置の上にある少なくとも１つの位置で導入する工程であって、ここで、上記上方流れリアクターが、約３００℃〜約７００℃の温度で稼動されている工程、および
ｉｉｉ）上記重炭化水素供給材料を、上記粒子状熱キャリアと約２０秒未満の滞留時間で相互作用させ、産物ストリームを産生する工程；
ｂ）上記産物ストリームおよび上記粒子状熱キャリアを上記の混合物から分離する工程；および
ｃ）例えば、減圧タワーを用いる改質後分離工程を用い、上記産物ストリームから残留物のない産物または改質産物を得る工程、を包含する。
【００４０】
工程ａ）ｉ）の前に、改質前分離工程が付加され得、重い部分から上記供給材料の軽い部分を分離する。このプロセスは、第１の軽い部分および第１の重い部分を生じる。上記供給材料の第１の重い部分は、次いで、工程ａ）ｉｉ）のための供給材料として用いられ得る。上記第１軽い部分は、後に、所望により工程（ｃ）で得られる残留物のないまたは改質された産物と組み合わせられ得る。分離する工程（工程ｂ）の前に、産物ストリームと粒子状熱キャリアを含む混合物は、リアクターから除去され得る。さらに、分離する工程（工程ｂ）の後に、軽画分および重画分のガス状産物および液体産物の混合物が、産物ストリームを冷却および凝縮することにより産物ストリームから回収され得る。さらなる実施形態では、軽画分の一部分は、再循環され得、そして急冷材料として用いられる。粒子状熱キャリアは、分離する工程（工程ｂ）の後、再加熱器中で再生され得、再生された粒子状熱キャリアを形成し、そしてこの再生された粒子状熱キャリアは、上方流れリアクターにリサイクルされ得る。
【００４１】
「残留物のない」軽画分または「残留物のない産物」により、７〜８％未満、より特定すれば５％未満、なおより特定すれば１％未満の、急速熱プロセシング由来の産物ストリーム中に存在する重（減圧）残油成分を含む軽油画分が意味される。
【００４２】
「供給材料」または「重炭化水素供給材料」により、一般に、しばしば（しかし、制限されないで）重粗製物、重油、瀝青（天然および半固形形態の両方、ならびに製造された瀝青を含む）または精油所残油（油またはアスファルト）をいう高密度および粘度の石油由来の油が意味される。しかし、用語「供給材料」はまた、大気圧タワー残留物または減圧タワー残留物のような、石油粗製物油の残留物画分をまた含み得る。それは、石炭および母頁岩（シェール）由来の油もまた含み得る。さらに、この供給材料は、顕著な量のＢＳ＆Ｗ（残留物沈降物および水）を、例えば、制限されないで、０．５ｗｔ％を超えるＢＳ＆Ｗ含量を含み得る。重油および瀝青が、好ましい供給材料である。
【００４３】
適用の目的には、上記供給材料は、以下を有するとして特徴付けられ得る。
ｉ）高いＴＡＮ、低いイオウ含量、
ｉｉ）低いＴＡＮ、高いイオウ含量、
ｉｉｉ）高いＴＡＮ、低いイオウ含量、
ｉｖ）低いＴＡＮ、低いイオウ含量。
【００４４】
これらの重油および瀝青供給材料は、代表的には、粘性であり、そして輸送するのが困難である。瀝青は、代表的には、大きな比率の複合多環状炭化水素アスファルテンを含み、これは、この供給材料に粘度を付加し、そしてこの供給材料について一部の形態の前処理が輸送のために要求される。このような前処理は、代表的には、輸送の前の溶媒中の希釈を含む。
【００４５】
代表的には、タール砂由来の供給材料（このような供給材料を制限すると考慮されるべきではないが、例の分析について実施例１を参照のこと）は、瀝青を濃縮するために、本明細書に記載のように、改質する前に処理される。しかし、油砂瀝青の前処理は、熱処理および冷水処理、または瀝青ガス−油溶液を産生する溶媒抽出を含んで、当該技術分野内で公知の方法を含み得る。これらの前処理する処理は、代表的には、上記砂から瀝青を分離する。例えば、１つのこのような水で前処理する処理は、瀝青−熱水／ＮａＯＨスラリーを含むタール砂の形成を含み、それから、この砂は沈降され、そしてさらなる熱水が浮遊する瀝青に添加され、塩基を希釈し、そして砂の除去を確実にする。冷水処理は、水中で油砂を破砕すること、およびそれを燃料油中に浮遊すること、次いで、この瀝青を溶媒で希釈すること、および砂−水残渣から瀝青を分離することを含む。このような瀝青産物は、本明細書に記載されるさらなる処理のための候補供給材料である。
【００４６】
瀝青は、本発明のプロセス、またはＦＣＣ、粘度破壊（ｖｉｓｃｒａｃｋｉｎｇ）、水素化分解などのようなその他のプロセスをも用いて改質され得る。タール砂供給材料の前処理はまた、例えば、熱または冷水処理を含み得、本明細書に記載のようなプロセス、または脱ワックス（本明細書に記載のような急速熱プロセシングを用いる）、ＦＣＣ、水素化分解、コークス化、粘度破壊などを含むその他の改質プロセスを用いて、上記供給材料を改質する前に砂成分を部分的に除去する。それ故、用語「供給材料」はまた、制限されないで、上記に記載されるように調製されたものを含む前処理供給材料を含むことが理解されるべきである。
【００４７】
より軽い供給材料もまた、本明細書に記載のような本発明の方法に従って、処理され得る。例えば、そして以下により詳細に記載されるように、本明細書に記載のような第１の熱分解処理から得られる液体産物は、本発明の方法によってさらに処理され得（例えば、リサイクルおよび部分的リサイクル処理；図５ならびに実施例３および４を参照のこと）、減少した粘度、減少した金属（特に、ニッケル、バナジウム）および水含量、およびより大きなもＡＰＩ重量を有するとして特徴付けられる液体産物を得る。さらに、当該技術分野で公知のようなその他のプロセスから得られる液体産物がまた、本明細書に記載されるプロセスのための供給材料として用いられ得る。それ故、本発明はまた、より軽い供給材料の使用を企図し、重油または瀝青から得られる、ガス油、減圧ガス油、上部の粗製物または前処理された液体産物を含む。これらのより軽い供給材料は、例えば、制限されないで、ＦＣＣ、水素化分解などを用いるさらなる処理のために、これらの供給材料を改質するため、本発明のプロセスを用いて処理され得る。
【００４８】
本明細書に記載のようなプロセスから生じる液体産物は、パイプライン内の輸送のために適切であり得、何処かでのそのさらなる処理を可能にするか、または減圧タワーを用いてオンサイトで処理され得、残留物のない産物および／または改質された産物を得る。本発明の方法を用いて産生された産物はまた、制限されないで、コークス化、粘度破壊、または水素化分解のような上記供給材料をさらに改質し得るユニット中に直接インプットされ得る。この能力で、本発明の減圧タワーと組み合わせた熱分解リアクターは上記供給材料を部分的に改質し、その一方、さらなる処理のための供給材料の前処理器として作用する。さらに、本明細書に記載される方法およびシステムを用いて産生され得る残留物のない産物は、それが、パイプラインを経由してより容易に輸送され得、そしてコークス器を欠く精油所で処理され得る。
【００４９】
本発明の供給材料は、高速熱分解リアクターを用いて処理され得る。短い滞留時間を有するその他の公知の上昇管リアクターもまた、採用され得る。上記リアクターはまた、約４５０℃〜約６００℃、または約４８０℃〜約５５０℃の温度で稼動され得る。上記熱キャリアと供給材料との間の接触時間は、好ましくは、約０．０１〜約２０秒、より好ましくは約０．１〜約５秒、最も好ましくは約０．５〜約３秒である。
【００５０】
熱キャリアは、粒子状固体、好ましくは砂、例えば、ケイ砂であり得る。ケイ砂により、約８０％を超えるシリカ、好ましくは約９５％を超えるシリカ、そしてより好ましくは約９９％を超えるシリカを含む任意の砂が意味される。上記の組成物は、本明細書に記載されるような熱キャリアとして用いられ得るケイ砂の例であることが理解されるべきであるが、その他のケイ砂内のこれらの成分の比率内の改変が存在し得、そしてなお、熱キャリアとしての使用に適切である。その他の公知の粒子状熱キャリアまたは接触材料、例えば、カオリン粘土、ジルコニウム、金紅石、低表面積アルミナ、マグネシウムおよびカルシウムの酸化物がまた用いられ得る。
【００５１】
上記供給材料中に存在する任意の水は、この供給材料の熱分解の間にリアクター中で蒸発し、そして産物ストリームの一部を形成する。供給材料の霧化のために用いられる任意の蒸気にともなうこの水は、例えば、凝縮カラム（例えば、図１の凝縮器４０および５０）の下流で、かつデミスター（例えば、図１のデミスター６０）の前の位置、またはこれらデミスターの後の増大回収ユニット（４５；図１）に存在する、液体／蒸気分離器または冷蔵ユニットのような回収ユニットを用いることにより回収され得る。
【００５２】
急速熱分解を用いる供給材料の処理は、産物蒸気および上記熱キャリアに付随する副産物の産生を生じる。この産物混合物から熱キャリアを分離した後、産物蒸気は、液体産物ストリームおよびガス状副産物を得るために凝縮され得る。例えば、制限すると考えられるべきではないが、重油の処理から、そして本明細書に記載のような減圧タワーを用いる任意の分離の前に産生される液体産物は、以下の性質を有する点で特徴付けられる：
−  約６６０℃未満、好ましくは約６００℃未満、そしてより好ましくは約５４０℃未満の最終沸点；
−  少なくとも約１２、そして好ましくは約１７より大きいＡＰＩ重量（ここで、ＡＰＩ重量＝［１４１．５／比重］−１３１．５；このＡＰＩ重量が高いほど、材料はより軽くなる）；
−  ＶおよびＮｉを含む、大きく減少した金属含量；
−  大きく減少した粘度レベル（例えば、４０℃で決定されたとき、好ましい供給材料の粘度の２５分の１未満）：および
−  少なくとも６０ｖｏｌ％の液体産物の収率、好ましくはこの収率は、約７０ｖｏｌ％より大きく、そしてより好ましくは、それらは、約８０％より大きい。
【００５３】
本明細書に記載されるような方法に従って、瀝青供給材料を処理することから、そして任意の分離の前に得られる液体産物は、制限すると考えられるべきではないが、以下を有するとして特徴付けられる：
−  約８〜約２５のＡＰＩ重量；
−  ＶおよびＮｉを含む、大きく減少した金属含量；
−  （例えば、４０℃で決定されるとき）供給材料の２０分の１未満の、大いに減少した粘度、および
−  少なくとも６０ｖｏｌ％の液体産物の収率、好ましくは、この収率は、約７５ｖｏｌ％より大きい。
【００５４】
上記に記載の液体産物は、次いで、改質後の分離工程を用いて処理され（例えば、減圧タワーを用いる）、市場および消費者の選択に依存して、減少した残油含量および／または残留物のない産物である改質産物を得る。
【００５５】
減圧タワーを用いて、より低い残油産物および／または残留物のない産物がそれから得られ得る液体産物を得るために供給材料を改質するための第１の方法は、単一パスプロセスを含む。図１を参照して、簡単に述べれば、この急速熱分解システムは、供給材料をリアクター（２０）中に注入する、（１０：図２および３をまた参照のこと）として一般に示される供給システム、熱キャリアを産物上記から分離し、そしてこの熱キャリアを再加熱／再生システム（３０）にリサイクルする、熱キャリア分離システム（例えば、１００および１８０、図１）、この熱キャリアを再加熱および再生する粒子状無機熱キャリア再加熱システム（３０）、および産物を回収する第１（４０）および第２（５０）凝縮器を含む。あるいは、分画カラム、例えば、制限されないで、大気圧分画カラム（以下により詳細に論議される）が、蒸気から産物を集めるために、別個の凝縮器の代わりに用いられ得る。さらに、１つ以上の分画カラムが、供給材料を処理するために用いられ得る。別の例では、減圧タワーが、単独、または分画分離工程もしくは第１および第２凝縮器もしくはその他の回収システムと組み合わせて用いられ得、蒸気から産物を回収し、そして次に、この産物から残留物のない画分および重画分（例えば、残油）を分離するために用いられる。産生される最終産物は、市場および／または消費者の選択に依存して変動され得る。例えば、より低い残油％をもつ最終産物は、改質プロセスの間により大きな程度のリサイクリングを採用するプロセスによって生成され得る。従って、単一パスのプロセスは、代表的には、リサイクリングまたは部分的リサイクリングプロセスが用いられる場合より高い残油％をもつ最終産物を生成する。
【００５６】
好ましくは、改質プロセスの前に、初期供給材料または粗製物は、改質前分離工程で処理される。この改質前分離工程は、第１の軽画分および第１の重画分を生成する。以下にさらに論議されるように、この第１の軽画分は、分画の間に生成される軽産物に添加され得、残留物のないか、または非常に低い残油産物を生成する。この第１の重い部分は、上記改質プロセスのための供給材料として用いられ得る。
【００５７】
予備加熱された供給材料は、混合ゾーン（１７０）の下でリアクターに入り、そして代表的には、リサイクルガスライン（２１０）によって供給されるリサイクルガスである、移送流体内の熱キャリアの情報に流れるストリームによって接触される。供給材料は、分画カラムを通過後に得られ得、ここで、この供給材料のガス状成分が除去され、そして不揮発性成分は、さらなる処理のためにリアクターに輸送される。急速混合および熱キャリアから供給材料への伝導熱移動は、リアクターの短い滞留時間の変換セクションで起こる。供給材料は、リアクターの長さに沿ったいくつかの位置の少なくとも１つを通ってリアクターに入り得る。図１および２に示される異なる侵入点は、このような侵入位置の非制限的な例である。リアクターの長さに沿っていくつかの侵入点を提供することにより、リアクター内の滞留時間の長さが変動され得る。例えば、より長い滞留時間のために、供給材料は、リアクターの下のより低い位置で入り、その一方、より短い滞留時間のためには、供給材料は、リアクター上方のより高い位置でリアクターに入る。これらの場合のいずれにおいても、導入された供給材料は、リアクターの混合ゾーン（１７０）内で上方に流れる熱キャリアと混合される。熱分解の間に産生された産物蒸気は冷却され、そして適切な凝縮器手段（４０、５０、図１）および／または分画カラムを用いて集められ、液体産物を得る。好ましい実施形態では、減圧タワーが、単独または第１および第２凝縮器および／または蒸気から産物を集めるための分画分離ステップと組み合わせて用いられ得、そして次に、上記でさらに詳細に記載されるように、実質的に残留物のない軽画分と重画分（例えば、残油）を分離するために用いられる。減圧タワーの使用は、重い部分から蒸気の軽い部分をより良好に分離し得る利点を有し、それによって、より低い残油％をもつ産物に至る。さらなる実施形態では、軽液体画分が、急冷材料として用いられ得る。軽液体画分の使用は、それが低残油または残油のない画分からなり、コークスを形成する傾向がより低いという利点を有する。それ故、急冷剤としてのより軽く、より低い残油材料の使用は、より高い残油％を有する作用剤には好ましい。
【００５８】
残留物産物は、熱分解の間に凝縮システムおよび／または分画分離ステップを用いて収集および単離され得、そして本明細書に記載のように油産生施設のためのエネルギーを生成するために用いられ得る。さらなる実施形態では、３００〜４００℃より高い温度で一般に沸騰する残留物産物は、３つの経路の１つを用いて上記システムを通ってリサイクルまたは部分的にリサイクルされる。第１の経路では、残留物産物は供給材料として用いられ、および／または重供給材料に添加され得、そして熱システムを通って再処理され得る。第２の経路では、残留物産物は改質後分離工程によって処理され得、軽カットおよび重カットを生成する。この軽カットは、産生されるその他の軽画分に添加され、および／または急冷剤として用いられ得る。重カットは、エネルギーを発生するために用いられ、および／またはさらにリサイクルされ得る。残留物産物のための第３の経路は、この残留物産物を改質前分離工程で処理することであり、これは、さらに移送／処理され得る軽カットおよび重カットを生成する。
【００５９】
さらなる実施形態では、（図５）、粗製物が、内部改質分画器または凝縮システムに直接添加され得、軽い部分および重い部分の内部カットを提供する。重い部分または残留物部分は、上方流れリアクター、および／または改質後分画システム、および／または適切なエネルギー変換システムに向けられ得る。
【００６０】
代替の熱キャリア、熱キャリア分離器、異なる数またはサイズの凝縮器、または異なる凝縮手段を利用するリアクター設計における差異を備えるその他の急速熱分解システムが、本発明の改質された産物の調製のために用いられ得ることが理解されるべきである。リアクターは、好ましくは、約４５０℃〜約６００℃、より好ましくは、約４８０〜約５５０℃の温度で稼動される。
【００６１】
熱キャリアの存在下での供給材料の熱分解の後、供給材料内に存在する夾雑物を含むコークスは、熱キャリア上に堆積される。これらの夾雑物は、金属（ニッケルおよびバナジウムなど）、窒素およびイオウを含む。熱キャリアは、それ故、反応ストリーム中への再導入の前に再生を必要とする。熱キャリアは、砂再加熱器または再生器（３０、図１および５）内で再生される。熱キャリアは、砂再加熱器（３０）の流動床内の約６００℃〜約９００℃、好ましくは６００℃〜８１５℃、より好ましくは７００℃〜８００℃の温度での燃焼を経由して再生され得る。さらに、必要に応じて、堆積物はまた、酸処理によって熱キャリアから除去され得る。この加熱され再生された熱キャリアは、次いで、リアクター（２０）に再導入され、そして急速熱分解のための熱キャリアとして作用する。
【００６２】
供給システム（１０、図２）は、予備加熱された供給材料をリアクター（２０）に提供する。いかなる様式においても制限すると考えられるべきでない供給システムの例は、図２に示されるが、この供給システムのその他の実施形態が、本発明の範囲内にあり、例えば、制限されないで、図５に示されるような供給予備加熱ユニットがあり（以下で論議される）、そして必要に応じて供給システム（１０；図５）と組み合わせて用いられ得る。この供給システム（一般に１０として示される、図２）は、リアクターユニット（２０）に予備加熱された供給材料の調節された流れを提供するように設計される。図２に示される供給システムは、外部バンドヒーター（１３０）を用いて８０℃に加熱され、そして再循環／移送ポンプ（１２０）を付随する供給材料予備加熱サージタンク（１１０）を含む。供給材料は、このタンク内で、８０℃で一定に加熱され、そして混合される。熱い供給材料は、サージタンクから第１供給タンク（１４０）にポンプ輸送され、必要に応じてまた外部バンドヒーター（１３０）を用いて加熱される。しかし、リアクターに加熱された供給材料を提供するために、この供給システムに対する変更物もまた採用され得ることが理解されるべきである。第１供給タンク（１４０）にはまた、再循環／送達ポンプ（１５０）が備えられ得る。熱トレース移送ライン（１６０）は、約１００〜３００℃で維持され、そして注入ノズル（７０、図２）を経由してリアクター中に入る前に供給材料を予備加熱する。リアクター（２０）内の混合ゾーン（１７０）近傍に位置される注入ノズル（７０）における霧化は、任意の適切な手段によって達成され得る。ノズル配列は、リアクター中への材料の均一な分散流れを提供すべきである。例えば、いかなるようにも制限するとは考えられない、単一相霧化、または２相流れ霧化ノズルが用いられ得る。２相流れ霧化ノズルで、蒸気またはリサイクルされる副産物ガスは、キャリアとして用いられ得る。器具使用はまた、システムの正確なフィードバックコントロールのためにこのシステムの全体に配置される（例えば、圧力伝達装置、温度センサー、ＤＣコントローラー、３方バルブガス流れメーターなど）。
【００６３】
供給材料の変換は、適度の温度下で（代表的には７５０℃未満、好ましくは約４５０℃〜約６００℃、より好ましくは約４８０℃〜約５５０℃）、混合ゾーン（１７０；例えば、図１および２）で開始され、そしてリアクターユニット（２０）内の変換セクションを通って続き、そして第１分離システム（例えば１００）まで連結され（例えば、配管、ダクトワーク）、そこで、熱キャリアの塊が産物蒸気ストリームから除去される。固形の熱キャリアおよび固形のコークス副産物は、第１分離ユニット中で産物蒸気ストリームから取り出される。好ましくは、産物蒸気ストリームは、熱キャリアから、熱キャリアの存在下の産物蒸気ストリームの滞留時間が可能な限り短いように、リアクター（２０）から出た後可能な限り迅速に熱キャリアから分離される。
【００６４】
第１分離ユニットは、任意の適切な固体分離デバイスであり得、例えば、制限されないで、当該技術分野で公知のような、サイクロン分離器、Ｕ−ビーム分離器、またはＲａｍｓ  Ｈｏｒｎ分離器であり得る。サイクロン分離器は、図１、３および４に図示される。この固体分離器、例えば、第１サイクロン（１００）には、好ましくは、高摩耗耐性裏打ちが提供される。第１の収集システムで収集を避ける任意の固体は、下流に運ばれ、そして第２分離ユニット（１８０）で回収され得る。第２分離ユニットは、第１分離ユニットと同じであり得るか、またはそれは、代替の固体分離デバイス、例えば、制限されないで、当該技術分野で公知のような、サイクロン分離器、１／４ターン分離器、例えば、Ｒａｍｓ  Ｈｏｒｎ分離器、または衝突分離器であり得る。第２サイクロン分離器（１８０）は、図１および４に図示されるが、その他の分離器が第２分離ユニットとして用いられ得る。
【００６５】
第１および／または第２収集システムで除去された固体は、熱キャリアの再生のためのベッセル、例えば、制限されないで、直接接触再加熱器システム（３０）に移送される。直接接触再加熱器システム（３０）内で、コークスおよび副産物ガスは酸化されて、固体熱キャリア（例えば、３１０、図１、５）、および再生する熱キャリアに直接運ばれるプロセス熱エネルギーを提供する。この直接接触再加熱器の温度は、供給材料（リアクター）システムとは独立に維持される。しかし、上記で示されるように、熱キャリアの再生のためのその他の方法、例えば、制限されないで、酸処理が採用され得る。
【００６６】
第２分離ユニットからの熱い産物ストリームは、第１収集カラム（または第１凝縮器、４０；図１）中で急冷され得る。蒸気ストリームは、上記変換温度から約４００℃未満まで急速に冷却される。好ましくは、蒸気ストリームは、約３５０℃〜４００℃未満まで冷却される。産物は、第１カラムから引かれ、そして産物貯蔵タンク中にポンプ輸送され得るか（２２０）、そして／または以下に記載されるようにリアクター内にリサイクルされ得るか、そして／または改質前分離工程に向けられ得るか、そして／または改質後分離工程に向けられ得るか、そして／またはエネルギー回収のために適切な変換ユニットに向けられ得る。第２凝縮器（５０）は、第１凝縮器（４０）を逃れる任意の材料（２２５）を収集するために用いられ得る。第２凝縮器（５０）から引かれる産物もまた、産物貯蔵タンク中にポンプ輸送され（２３０）、そして／または以下に記載されるように急冷媒体として用いられる。残りの凝縮可能でないガスは、ブロワ（１９０）で圧縮され、そして一部分は、ライン（２００）を経由して熱キャリア再生システム（３０）に戻され、そして残りのガスは、ライン（２１０）によってリアクター（２０）に戻され、そして熱キャリア、および輸送媒体として作用する。
【００６７】
熱産物ストリームは、熱セクションと分画または分離カラムとの間の移送ラインで、そして／または分画または分離カラム中で直接、または液体および蒸気オーバーヘッドの異なるセクションを提供するよう設計された任意のカラム中で急冷され得る。分画カラムの非制限的な例は、大気圧分画カラムであり、これは、液体回収のための３つの異なるセクションを提供する。しかし、液体回収のためのより少ない、またはより多い数のセクションを備える分画カラムもまた用いられ得る。
【００６８】
分画カラムの底セクションは、通常、ライン２７０を通ってリアクターに戻ってリサイクルされる液体ストリームまたは残留物を生成し得る。好ましい実施形態では、残留物産物は、上記３つの経路の１つを用いて上記システムを通ってリサイクルまたは部分的にリサイクルされる。第１の経路では、残留物産物は、供給材料として用いられ得るか、そして／または重供給材料に添加され得、熱システムを通って再処理される。第２の経路では、残留物産物は、改質後工程によって処理され得、軽カットおよび重カットを生成する。軽カットは、産生されるその他の軽カット画分に添加され得るか、そして／または急冷剤として用いられ得る。重カットは、エネルギーを発生するために用いられ得るか、そして／またはさらにリサイクルされ得る。残留物産物のための第３の経路は、残留物産物を改質前分離工程中で処理し、これは、さらに移送／処理され得る軽カットおよび重カットを生成する。３つの経路のどの選択が用いられるかは、市場および消費者の選択に基づき所望のように改変され得る。
【００６９】
別の実施形態では、揮発性成分とも呼ばれる、この底セクションからの蒸気は、冷却されそして産物貯蔵タンクに送られるストリームを産生し得る中央セクションに送られる。この中央セクションからの蒸気、または揮発性成分は、上部セクションに向けられる。上部セクションは、冷却され、そして産物貯蔵タンクに向けられるか、または中央または上部セクションで急冷のために用いられ得る粗製物材料を生成し得る。このカラムに存在する過剰の液体は、冷却され、そして産物貯蔵に送られ、そしてカラムの頂部からの蒸気は、さらに下流の凝縮器、および／またはデミスター、および／またはフィルター、および／またはノックアウトドラム中にさらに集められ得る。凝縮不能なガスは、リサイクルガスの必要性のために用いられる。上部および／または中央セクションからの冷却された液体は、蒸気移送ライン急冷媒体として用いられ得る。
【００７０】
分画カラムは、代表的には、大気圧またはその近傍で稼動される。この分画カラムは、一般に、急速熱プロセシング工程によって産生される液体産物の大部分（すなわち＞８０％）を回収および収集するような形態である。産生された液体産物の５〜２０％は、しかし、この分画カラムの頂部から逃れるが、１つ以上の下流収集器／凝縮器、デミスター、および／またはノックアウトベッセルで収集され得る。一般に、約３００℃〜４００℃およびそれより上の温度で沸騰する材料は、分画カラムの底に集められ、そして３００℃〜４００℃未満で沸騰する材料は、凝縮器および／または下流収集デバイスの頂部に集められる。分画カラムの底で集められた材料は、下流の減圧タワーまたは上記で論議された３つの経路の１つに向けられ得る。
【００７１】
別の例では、熱産物蒸気は、１つ以上の凝縮器に集められ、この凝縮器は、減圧タワー、または減圧タワーと組み合わされた大気圧分画カラムと組み合わされるか、または減圧タワー単独中に収集され得る。この減圧タワーは、次に、産物ストリームを、残留物のない産物としての軽画分と、重画分（すなわち、「残油」または「減圧残油」；代表的には、約５３５℃〜５６５℃を超えて沸騰する材料）に分離するために用いられ得る。
【００７２】
さらなる例では、原料供給材料は、改質工程の前に分画カラムに導入され（前分画）、この供給材料の軽液体成分と重い成分に分離する。この原料供給材料由来の重い成分は、次に、急速熱プロセシングを用いる改質する工程に供される。この改質する工程由来の熱産物は、次に、減圧タワーと組み合わされる１つ以上の凝縮器、または減圧タワーと組み合わされる大気圧分画カラム、または減圧タワー単独で収集される。この減圧タワーは、次に、産物ストリームを、実質的に残留物のない産物としての軽画分および重画分（すなわち、「残油」または「減圧残油」）に分離するために用いられ得、そして初期に原料供給材料に由来する軽い成分は、改質する工程の後の減圧タワー由来の軽い成分と組み合わされる。
【００７３】
減圧タワーは、一般に、その他の分画手段とは、熱が炭化水素ストリームに添加されなければならず、そして高温での減圧下で高温が、比較的より軽い液体成分から「残油」成分（「減圧残油」）を分離および除去する点で異なる。逆に、改質システムの内部に付随する分画カラムは、本質的に大気圧および中間温度で産物ストリームから熱を除去する冷却器／凝縮器として機能する。この減圧タワーは、内部分画カラムまたは凝縮システムに対し、それが減圧下で作動し、そしてそれ故、高沸点材料（例えば、５３５℃より高い沸点を有する材料）を所望のより軽い蒸留産物から効率的に分離する点で改良されたカットを提供する。減圧タワーは、それ故、本発明のシステムおよび方法が、残留物のない、そして／または非常に低い残油産物を達成することを可能にし、ここで、この残油％は、市場または消費者の要求に合致するように仕立てられ得る。一般に、より多くの残留物のないか、またはより少ない残油産物を得るために、より大きい単一パス変換が採用されるか、そして／または熱分解の間に、残留物材料は、本明細書で論議されるような３つの経路の１つを経由してリサイクルおよび／または部分的にリサイクルされる。これは、軽画分および重画分を分離するさらなる工程を生じ、ここで、この軽画分は統合し得、市場または消費者によって所望される範囲内の残油％を有する複合最終産物を形成する。
【００７４】
本発明の方法に従って産生される残油画分、または産物ストリームの一部は、油産生施設のエネルギー要求を供給するための唯一または補助的供給源として作用し得る。残油画分または産物ストリームの一部は、それ故、油抽出プロセスで必要とされる天然ガスのようなその他のよりコスト高の供給源の必要性を部分的または完全になくし得る。残油画分、または産物ストリームの一部は、油産生施設のオンサイトまたはオフサイトいずれかのエネルギーの形態に変換され得る。油産生施設に必要なエネルギーの量は、市場または消費者の要求によって調節され得る。本発明の方法は、代表的には、使用可能な量のＣＯ２を、さらなる実施形態で、発生されたＣＯ２が当該技術分野で公知の方法を用いて増加した油回収のために用いられ得るように発生する。
【００７５】
本発明の方法は、油産生施設のエネルギー要求を決定するような形態であり、そして決定されたエネルギー要求に基づき：
ｉ）産物ストリームの重画分のすべての油産生施設への輸送（蒸気または電気のようなエネルギーの形態への変換）、
ｉｉ）産物ストリームの重画分の画分の油産生施設へのエネルギーの形態（例えば、蒸気または電気）への変換のための輸送、およびリサイクル産物を産生するためにリサイクル熱分解稼動内でさらに処理するための重画分の残りの画分の上方流れリアクターへのリサイクリング、または
ｉｉｉ）リサイクル産物ストリームを産生するためにリサイクル熱分解稼動内でさらに処理するための産物ストリームの重画分のすべての上方流れリアクターへのリサイクリング、のいずれかに向けられる。
【００７６】
あるいは、決定されたエネルギー要求に基づき、本発明の方法は：
ｉ）産物ストリームの重画分のすべてのエネルギーの形態（例えば、蒸気または電気のような）への変換、およびこのエネルギーの油産生施設への輸送、
ｉｉ）産物ストリームの重画分の画分のエネルギーの形態（例えば、蒸気または電気のような）への変換、このエネルギーの油産生施設への輸送、およびリサイクル産物ストリームを産生するためのリサイクル熱分解稼動内でさらに処理するための重画分の残りの画分の上方流れリアクターへのリサイクリング、または
ｉｉｉ）リサイクル産物ストリームを産生するためのリサイクル熱分解稼動内でさらに処理するための重画分のすべての上方流れリアクターへのリサイクリングのいずれかに向けられる。
【００７７】
残油画分に加え、本発明の方法によって産生されるエネルギーのさらなる供給源は、制限されないで、重炭化水素供給材料の改質により産生されるか、もしくは重炭化水素供給材料の改質に由来する産物のリサイクリングにより産生されるコークス、改質する工程に由来する副産物ガス、またはカラムもしくは凝縮器によって分離される残留物材料を含む。これらのエネルギーのさらなる供給源のすべてまたは一部はまた、残油画分から産生される任意のエネルギーに加え、またはそれとは独立に、施設の必要性に依存して油産生施設による使用のためのエネルギーに変換され得る。
【００７８】
エネルギー産生に割り当てられない産物ストリームの重画分の量は、使用可能なエネルギー（例えば、蒸気および／または電気）への変換のために再加熱器に向けられ得る。
【００７９】
さらなる例では、原料供給材料は、改質前分離工程に導入され、軽い成分および重い成分を含むこの供給材料に由来する液体混合物からこの供給材料の揮発性成分を分離する。原料供給材料に由来する重い成分は、次いで、急速熱プロセシングによる改質する工程を受ける。この改質する工程に由来する熱産物蒸気は、次いで、減圧タワーと組み合わされる１つ以上の凝縮器、または減圧タワーと組み合わされる分画カラムに集められるか、または減圧タワーのみに集められる。この減圧タワーは、次いで、産物ストリームを、実質的に残留物のない産物としての軽画分、および重画分（すなわち、「残油」または「減圧残油」）に分離するために用いられ得、そして初期に原料供給材料に由来する軽い成分は、改質する工程後減圧タワーに由来する軽画分と組み合わされる。
【００８０】
図６に示される特定の例では、重炭化水素供給材料（４００）は、本発明によるＲＴＰＴＭリアクター（４１０）中で急速熱プロセシングを受け、改質された産物混合物（４２０）を産生し、これは、減圧タワー（４４０）と組み合わされる１つ以上の凝縮要素（４３０）中に集められる。減圧タワー（４４０）は、次いで、改質された産物混合物（４２０）を、実質的に残留物のない軽油画分（４５０）および重画分（４６０；「残油」または「減圧残油」）に分離するために用いられる。残油（４６０）のすべてまたは画分は、油産生施設による使用のためにエネルギーの形態（例えば、蒸気）に変換され得る。同様に、凝縮要素（４３０）後に得られた産物蒸気のいくらかまたはすべてはまた、油産生施設内のエネルギー要求のために用いられ得る。エネルギーの形態に変換されない残油または産物蒸気のいずれも急速熱プロセシングによりリサイクルされ得、減圧タワー（４４０）を用いて、市場または消費者の要求に基づき産生される、さらなる量の残留物のない軽油画分および／または改質された産物に分離され得るさらなる産物混合物を産生する。
【００８１】
図７に示されるさらなる例では、重炭化水素供給材料（４００）は、最初、分画器（４７０）によって、軽油成分（４８０；Ｌ１）および重油成分（４９０；残油１）に分離される。この重油成分（４９０）は、次いで、本発明によるＲＴＰＴＭリアクター（４１０）中で急速熱プロセシングを受け、改質された産物混合物（４２５）を産生し、これは、減圧タワー（４４０）と組み合わされる１つ以上の凝縮要素（４３０）中に集められる。減圧タワー（４４０）は、次いで、改質された産物混合物（４２５）を実質的に残留物のない軽油画分（４５５；Ｌ２）および重油画分（５１０；残油２）に分離するために用いられる。これら２つの軽油画分（Ｌ１およびＬ２）は、次いで、合わされ、軽油混合物（５００）を形成する。重油画分のすべてまたは画分（５１０；残油２）、または産物ストリーム（４２５から産生される改質された産物混合物）は、油産生施設による使用のためのエネルギーの形態（例えば、蒸気）の形態に変換され得る。エネルギーの形態に変換されない任意の重画分（５１０；残油２）、または産物混合物は、急速熱プロセシングによりリサイクルされ得、減圧タワー（４４０）を用いて、軽油混合物（５００）と合わされ得る、さらなる量の残留物のない軽油画分（Ｌ２’）に分離され得るさらなる産物混合物を産生する。
【００８２】
代替のアプローチでは、本明細書に記載されるような急速熱プロセス由来の産物ストリーム（３２０、図１、および３〜５）は、例えば、制限されないで、ＦＣＣ、粘度破壊、水素化分解またはその他の触媒クラッキングプロセスによるさらなる改質のための第２の処理システムに直接供され得る。第２のシステムの適用から派生する産物は、次いで、例えば、上記に記載されるような、または代表的には、これらの第２の処理システムで用いられる１つ以上の凝縮器に集められ得る。別の可能性として、本明細書中に記載される急速熱プロセス由来の産物ストリームは最初凝縮され、そして次に、例えば、パイプラインによって第２のシステムに輸送されるか、または第２のシステムに直接組み合わされる。
【００８３】
別の代替例として、第１の重炭化水素改質システム、例えば、ＦＣＣ、粘度破壊、水素化分解またはその他の触媒クラッキングプロセスが、供給材料を部分的に改質するために初期段階の処理システムとして用いられ得る。本発明の急速熱プロセシングシステムが、次いで、この初期段階システム由来の産物ストリームをさらに改質するために用いられ得るか、または減圧残油画分、残留物画分、または初期段階システム（ＦＣＣ、粘度破壊、水素化分解またはその他の触媒クラッキングプロセス）に由来する、当該技術分野で公知のようなその他の精油所画分を改質するために用いられ得るか、またはその両方のために用いられ得る。
【００８４】
上記に記載のようなリアクターシステム内で起こる供給材料の化学的改質は、一部、本発明の方法内で用いられる供給材料への熱キャリアの高い負荷比に起因すると考えられる。先行技術の供給に対するキャリアの比は、代表的には、５：１〜約１０：１の範囲である。しかし、本明細書に記載されるような供給に対するキャリアの比は、約１０：１〜約２００：１であり、熱キャリアから供給材料への急速に消散する熱移送を生じる。混合ゾーンおよび変換ゾーン内の熱キャリアの高容量および密度は、より均一な処理温度が反応ゾーン内で維持されることを確実にする。このようにして、本明細書に記載されるクラッキングプロセスのために必要な温度範囲はより良好に制御される。これはまた、比較的低い温度の使用を可能にして過剰クラッキングを最小にし、その一方、供給材料の温和なクラッキングがなお達成されることを確実にする。さらに、リアクター内の熱キャリアの増加した容量とともに、供給材料中に存在する夾雑物および所望されない成分、ならびに金属（例えば、ニッケルおよびバナジウム）、コークス、およびある程度の窒素およびイオウを含む反応副産物は、存在する熱キャリアの大きな表面積に起因して容易に吸着される。これは、供給材料の熱分解処理の間に、この供給材料からの夾雑物の効率的でかつ最適な除去を確実にする。熱キャリアのより大きな表面積が採用されるので、熱キャリア自体は過度に汚染されず、そして任意の吸着された金属またはコークスなどは、熱キャリアの再生の間に容易に剥ぎ取られる。このシステムで、滞留時間は、供給材料および液体産物収率の処理を最適化するために注意深く調節される。
【００８５】
本明細書に記載されるような炭化水素油の処理から生じる液体産物は、この供給材料と比較されるとき、残油画分の顕著な変換を有している。結果として、重油の処理から産生される本発明の液体産物は、例えば、しかし制限的であると考えられるべきではないが、少なくとも約１２、そしてより好ましくは少なくとも約１７のＡＰＩ重量を有するとして特徴付けられる。しかし、上記で示されるように、より高いＡＰＩ重量が、容量における減少で達成され得る。例えば、本発明の方法を用いる重油の処理から得られる１つの液体産物は、約１０〜約１５容量％の残留物、約１０〜約１５容量％の軽最終物、残りは中間蒸留物を有するとして特徴付けられる。
【００８６】
重油から産生される液体産物の粘度は、８０℃における２５０ｃＳｔからの初期供給材料レベルから８０℃における４．５〜約１０ｃＳｔの産物レベルに、または供給材料中の４０℃における６３４３ｃＳｔから液体産物中の４０℃における約１５〜約３５ｃＳｔまで実質的に低減される。単一パスプロセスの後、８０ｖｏｌ％より大きい液体収率および約１７のＡＰＩ重量が、４０℃における供給材料の粘度の少なくとも約２５倍の粘度の減少とともに得られる。
【００８７】
同様に、本明細書に記載されるような方法の後、単一パスプロセスの後、瀝青供給材料を処理することから得られる液体産物は、制限的であると考えられるべきではないが、少なくとも約１０のＡＰＩ重量における増加を有するとして特徴付けられる（供給材料ＡＰＩは、代表的には約８．６である）。ここで再び、より高いＡＰＩ重量は、容量における減少とともに達成され得る。瀝青から得られる産物はまた、約０．９３〜約１．０の密度および供給材料より約２０倍超の、大きく減少した粘度（すなわち、産物における４０℃での約１５ｇ／ｍｌ〜約６０ｇ／ｍｌ  対  約１５００ｇ／ｍｌを含む供給材料）を有するとして特徴付けられる。瀝青から得られる液体産物の収率は、少なくとも６０容量％、そして好ましくは約７５容量％より大きい。
【００８８】
本明細書で記載されるように産生される液体産物はまた、良好な安定性を示した。３０日の期間に亘って、重油または瀝青供給材料から産生された液体産物に対するＳｉｍＤｉｓｔプロフィール、粘度およびＡＰＩにおける無視し得る変化のみが見出された（実施例１および２を参照のこと）。
【００８９】
本明細書にまた記載されるように、重油または瀝青供給材料のプロセスから得られる液体産物のさらなる処理は、本発明の方法の後に行われ得る。このようなさらなる処理は、供給材料の初期の迅速な熱分解処理に非常に類似している条件を利用し得るか、またはこれら条件は、リサイクルされた画分のさらなるまたはより過酷なクラッキングが続く、より軽い産物の除去（温和な分解での単一ステージまたは単一パスプロセス）を増大するように改変され得る。
【００９０】
類似の条件下でのさらなるプロセシングの第１の例では、最初の熱分解処理からの液体産物は、熱分解リアクターに戻してリサイクルされ、最終産物の性質をさらに改質し、より軽い産物を産生する。この処理では、熱分解の最初のラウンドからの液体産物が、産物のより軽画分が産物ストリームから除去された後、熱分解の第２のラウンドのための供給材料として用いられる。さらに、複合リサイクルがまた実施され得、ここでは、最初のプロセスの産物ストリームの重画分が新鮮供給材料の添加とともにリアクター中に戻して供給され（リサイクルされ）る（例えば、図３、以下により詳細に記載される）。
【００９１】
リサイクルまたは部分的リサイクルプロセスの例では、第１凝縮器または分画カラムと組み合わせて用いられる減圧タワーが、第１の供給材料から、および比較的より重い残油成分からの処理された供給材料からの軽液体成分を分離するために用いられ、そして合わせられた軽い成分が、上方流れリアクターに輸送され、そこで、それらは、急速熱プロセシングを受ける。残油成分は、上記に記載されるように油産生施設のためのエネルギー供給源として用いられ得るか、またはより軽い液体成分の収率を増加するためにさらなる処理を受け得る。
【００９２】
リサイクルおよび部分的リサイクル処理は、残油画分の高い変換を達成し、そして単一ステージ処理を経由して達成可能であり得るより多い産物液体の質（その粘度など）を改質する。リサイクルされた供給材料は、過剰分解、および過剰のガスおよびコークス産生を避けるために炭化水素成分をより温和に分解する条件に曝される。これら条件は、制限されないで、リアクターの入口で熱キャリアを含む熱ガスストリーム中に約１５０℃で供給材料を注入することを含む。この供給材料は、約４５０℃〜約６００℃の間の温度、リアクター内で約２秒未満の滞留時間で処理される。好ましくは、滞留時間は、約０．８〜約１．３秒であり、そしてリアクター温度は、約４８０℃〜約５５０℃である。より軽い材料（低沸騰体）を含む産物は分離され（１００、および１８０、図５）、そして凝縮システム（４０）中で取り出される。凝縮器（４０）の底で分離されたより重い材料（２４０）は集められ、そしてライン２７０を経由してリアクター（２０）中に再導入される。第１凝縮器（４０）を出る産物ガスは、第２凝縮器（５０）に入り、そこで、減少した粘度および高収率（３００）の液体産物が集められる（この方法を用いる稼動分析について実施例５を参照のこと）。リサイクルされる処理で、供給材料は、リアクターを通ってリサイクルされ、凝縮器または内部分画ステップから集められ得る産物を産生し、それによって、液体産物の性質を改質し、そして最適化する。
【００９３】
代替の供給システムもまた、必要に応じて１、２、複合または複数ステージの処理のために用いられ得る。例えば、第１の重炭化水素改質システム、例えば、ＦＣＣ、粘度破壊、水素化分解またはその他の触媒クラッキングプロセスが、初期段階システムとして用いられ得、供給材料を部分的に改質する。本発明の急速熱プロセシングシステムが次に用いられ得、この初期段階システム由来の産物ストリームをさらに改質するか、またはこの初期段階システム（ＦＣＣ、粘度破壊、水素化分解またはその他の触媒クラッキングプロセス）由来である当該技術分野で公知のような減圧残油画分、残留物画分、またはその他の精油所画分を改質するか、またはその両方を行う。
【００９４】
それ故、本発明はまた、図５に概説されるような、重炭化水素供給材料を処理するための方法を提供し、ここでは、供給材料（第１の供給材料または原料供給）が、供給システム（１０）から得られ、そしてライン（２８０；これは先に記載されるように加熱され得る）内を第１凝縮器（４０）または分画カラムまで輸送される。この第１凝縮器／分画カラムから得られる第１産物はまた、第１産物リサイクルライン（２７０）内をリアクター（２０）まで戻ってリサイクルされ得る。この第１産物リサイクルラインは、必要であれば加熱され得、そしてまた、図５に示されるように予熱器ユニット（２９０）を備え得、リアクター（２０）内の導入のために所望の温度までこのリサイクルされる供給材料を再加熱する。
【００９５】
上記で概説され、そして図５に図で示されるようなリサイクルプロセスの後、いかなるようにも制限的であると考えられるべきでない、６０より大きい、そして好ましくは７５％（ｗｔ％）を超える収率で、そして以下の特徴をもつ産物が、瀝青または重油供給材料から産生され得る：約１４〜約１９のＡＰＩ；約２０〜約１００の粘度（４０℃におけるｃＳｔ）；および低金属含量（実施例５を参照のこと）。
【００９６】
集合的に、これらの結果は、上記供給材料のいずれにおいても、低揮発性をもつ成分の実質的比率が、液体産物中のより高い揮発性の成分（軽ナフサ、ケロセンおよびディーゼル）に変換されたことを示す。これらの結果は、液体産物が、パイプラインによる輸送のために適切な質に実質的に改質され得ることを示す。
【００９７】
上記の説明は、いかなるようにも請求項に記載される発明を制限することは意図されず、さらに、論議される特徴の組み合わせは、本発明の解決のために必ずしも絶対的に必要ではない。
【００９８】
本発明は、以下の実施例でさらに説明される。しかし、これらの実施例は、例示目的のみのためであることが理解されるべきであり、そしていかなるようにも本発明の範囲を制限するために用いられるべきではない。
【実施例】
【００９９】
（実施例１：重油（単一パス））
Ｓａｓｋａｔｃｈｅｗａｎ重油およびＡｔｈａｂａｓｃａ瀝青（表１を参照のこと）の熱分解処理が、上方流れ輸送熱分解リアクターを用いて所定の温度範囲に亘って実施された。
【０１００】
【表１】
2008266592.tif 000002
簡単に述べれば、処理の条件は、約５００℃〜約６２０℃のリアクター温度を含む。粒子状熱キャリア（ケイ砂）の供給材料に対する負荷比は、約２０：１〜約３０：１であり、そして滞留時間は、約０．３５〜約０．７秒である。これらの条件は、以下により詳細に概説される（表２）。
【０１０１】
【表２】
2008266592.tif 000003
６２０℃、５９２℃および５６０℃での稼動の液体産物が、金属、水およびイオウ含量について分析された。これらの結果は、表３に示される。ニッケル、バナジウムおよび水レベルは、それぞれ７２、６９および８７％減少し、その一方、イオウおよび窒素は、同じままか、またはわずかに減少した。液体産物中に濃縮された金属はなかった。
【０１０２】
【表３】
2008266592.tif 000004
ガス収率は、表４に提示される。
【０１０３】
【表４】
2008266592.tif 000005
供給材料の注入点は改良され、そして３２゜Ｆから約−５４゜Ｆに減少された。コンラドソン炭素は、１２．ｗｔ％〜約６．６ｗｔ％まで減少した。
【０１０４】
これらの稼動の分析を基に、より高いＡＰＩ値および産物収率が、約５３０〜約５６０℃のリアクター温度について得られた。これらの温度で、１４〜１８．３のＡＰＩ重量、約８０〜約８７容量％の産物収率、および約１５〜約３５ｃＳｔ（４０℃）または約１０ｃＳｔ（８０℃）の粘度が得られた（５５０℃からの収率は、この稼動の間で液体収率捕捉が最適化されなかったのでこの範囲には含めていない）。これらの液体産物は、顕著な程度の改質を反映し、そしてパイプライン輸送に適切な質を示す。
【０１０５】
いくつかの別個の稼動から得られた供給材料および液体産物のシミュレートされた蒸留（ＳｉｍＤｉｓｔ）分析は、表５に示される。ＳｉｍＤｉｓｔ分析は、５３８℃より高い沸点をもつ何かとして残渣を報告する、ＡＳＴＭ  Ｄ５３０７〜９７中で概説されるプロトコールに従った。ＳｉｍＤｉｓｔのその他の方法、例えば、ＨＴ７５０（ＮＣＵＴ；これは、７５０℃までの沸点分布を含む）がまた用いられ得る。これらの結果は、供給材料内の５０％を超える成分が、５３８℃を超える温度で発生することを示す。低揮発性の高分子量成分がある。逆に、液体産物では、成分の大部分、産物の約６２．１％がより揮発性で、そして５３８℃未満で発生する。
【０１０６】
【表５】
2008266592.tif 000006
供給材料は、液体産物の約６％に対して、１９３℃未満で発生するその成分の約０．１％（ナフサ／ケロセン画分）でさらに特徴付けられ得る。ディーゼル画分もまた、供給材料と液体産物との間の顕著な差異を示し、それぞれ、この温度範囲（２３２〜３２７℃）で８．７％および１４．２％発生する。集合的に、これらの結果は、供給材料中の低揮発性をもつ成分の実質的比が、液体産物中のより高い揮発性の成分（軽ナフサ、ケロセンおよびディーゼル）に変換されたことを示す。
【０１０７】
液体産物の安定性がまた、３０日の期間に亘って決定された（表６）。液体産物の粘度、ＡＰＩまたは密度において顕著な変化は、３０日の期間で観察されなかった。
【０１０８】
【表６】
2008266592.tif 000007
（実施例２  瀝青（単一パス））
Ａｔｈａｂａｓｃａ瀝青を用いるいくつかの稼動を、上方流れ輸送熱分解リアクターを用いて実施した。処理の条件は、５２０〜約５９０℃のリアクター温度を含めた。粒子状熱キャリアの供給材料に対する負荷比は、約２０：１〜約３０：１であり、そして滞留時間は、約０．３５〜約１．２秒であった。これらの条件、および得られる液体産物は、以下により詳細に概説される（表７）。
【０１０９】
【表７】
2008266592.tif 000008
これらの結果は、希釈されていない瀝青が、本発明の方法に従って処理され得、４００００ｃＳｔ（４０℃）を超えてから約２５．６〜２００ｃＳｔ（４０℃）まで減少した粘度（稼動条件に依存する；表８および９をまた参照のこと）をもち、７５％を超え約８５％までの収率、そして８．６から約１２〜１３までの産物ＡＰＩにおける改善をもつ液体産物を生成することを示す。ここで再び、実施例１のとおり、液体産物は、供給材料の実質的な改善を示す。液体産物のＳｉｍＤｉｓｔ分析、およびその他の性質は表８に、そして安定性研究は表９に示される。
【０１１０】
【表８】
2008266592.tif 000009
【０１１１】
【表９】
2008266592.tif 000010
安定性研究で提示される値（表９および本明細書で開示されるその他の安定性研究）におけるわずかな変動は、採用された試験方法の誤差内であり、そして当該技術分野内で受容可能である。これらの結果は、液体産物が安定であることを示す。
【０１１２】
これらの結果は、供給材料内の５０％を超える成分が、５３８℃を超える温度で発生することを示す（減圧残油画分）。この画分は、低揮発性をもつ高分子量成分によって特徴付けられる。逆に、いくつかの稼動に亘って、液体産物は、より揮発性でかつ５３８℃未満で発生する約６８〜７４％の産物として特徴付けられる。供給材料は、液体産物では約２．７〜２．９％であるのに対し、１９３℃未満で発生するその成分の約０．１％でさらに特徴付けられる。ディーゼル画分もまた、供給材料と液体産物との間で顕著な差異を示し、この温度範囲（２３２〜３２７℃）で発生するのは８．７％（供給材料）および１４．１〜１５．８％（液体産物）である。集合的に、これらの結果は、供給材料中の低揮発性の成分の実質的比率が、液体産物中のより高い揮発性の成分（軽ナフサ、ケロセンおよびディーゼル）に変換されたことを示す。これらの結果は、液体産物が実質的に改質され、そして輸送に適切な性質を示すことを示す。
【０１１３】
（実施例３：複合／供給材料のリサイクル）
上方流れ輸送熱分解リアクターは、回収凝縮器が液体産物をこのリアクターへの供給ライン中に向けるような形態にされ得る（図３および４）。
【０１１４】
処理の条件は、約５３０〜約５９０℃の範囲のリアクター温度を含めた。初期およびリサイクル稼動で、粒子状熱キャリアの供給材料に対する負荷比約３０：１、そして約０．３５〜約０．７秒の滞留時間が用いられた。これらの条件は、以下により詳細に概説される（表１０）。供給材料の熱分解後、より軽画分は取り出され、そして第１凝縮器の前に配置された熱凝縮器を用いて取り出され、かつ集められ（図４を参照のこと）、その一方、液体産物のより重画分は、さらなる処理のためにリアクターに戻してリサイクルされた（図３をまた参照のこと）。この処理では、重画分を含むリサイクルストリーム（２６０）は、新たな供給材料（２７０）と混合され、複合供給材料（２４０）を生じ、これは、次いで、熱分解リアクター内で初期稼動と同じ条件を用いて処理される。
【０１１５】
【表１０】
2008266592.tif 000011
ＡＰＩ重量は、重油供給材料における１１．０から、最初の処理サイクル後、約１３〜約１８．５に増加し、そして第２のリサイクル処理後約１７〜約２３に増加する。ＡＰＩにおける類似の増加が、供給材料中の約８．６のＡＰＩを有する瀝青について観察され、これは、最初の稼動後の約１２．４およびリサイクル稼動後の１６まで増加する。ＡＰＩにおける増加とともに、最初の稼動後の約７７から約８７％まで、リサイクル稼動後の約６７から約７９％までの収率における付随する増加がある。それ故、より軽い産物の産生とともに、液体収率における減少がある。しかし、改質されたより軽い産物が輸送のために所望され、そして液体産物のリサイクリングは、このような産物を達成する。
【０１１６】
（実施例４：重油のリサイクル処理）
重油または瀝青の供給材料はまた、この供給材料が、過剰分解ならびに過剰のガスおよびコークス産生を避けるために炭化水素成分を温和に分解する条件に曝される第１ステージを含むリサイクル熱分解プロセスを用いて処理され得る。より軽い材料は、第１のステージ中の処理の後に取り出され、そして残りのより重い材料は、より高い温度でより過酷な分解を受ける。第１ステージ内の処理の条件は、約５１０〜約５３０℃の範囲のリアクター温度を含み（５１５℃に対するデータは以下に与えられる）、その一方、第２ステージでは、約５９０〜約８００℃の温度（５９０℃に対するデータは表１１に提示される）が採用された。粒子状熱キャリアの供給材料に対する負荷比は約３０：１、そして滞留時間は両方のステージで約０．３５秒〜約０．７秒の範囲である。これらの条件は、以下により詳細に概説される（表１１）。
【０１１７】
【表１１】
2008266592.tif 000012
これらの結果は、軽材料のガスおよびコークスへの過剰分解を避ける温和な初期分解、その後のより重い材料のより過酷な分解が、増加したＡＰＩで特徴付けられる液体産物を産生し、その一方、なお良好な産物収率を示すことを示す。
【０１１８】
リサイクルプロセスを用いるその他の稼動は、約５１５℃に維持された熱ガスストリーム中に約１５０℃の供給材料を注入すること、および約３００℃（処理温度）でリアクターに入ることを含んだ。より軽い材料（低沸騰体）を含む産物は、凝縮システム中の第１ステージの後に分離され、そして取り出される。サイクロンの底で分離されたより重い材料は集められ、減少した粘度および高収率の液体産物を与えるためにリアクター内でより過酷な分解を受ける。第２ステージで利用される条件は、約５３０〜約５９０℃の間の処理温度であった。第２ステージからの産物は、処理され、そして集められた。
【０１１９】
このようなリサイクルプロセスの後、第１ステージの産物（軽沸騰体）は、約３０ｖｏｌ％の収率、約１９のＡＰＩ、および初期供給材料に対して粘度における数倍の減少で特徴付けられる。このリサイクルステージにおけるリサイクル画分の処理の後に産生される高沸点画分の産物は、代表的には、約７５ｖｏｌ％より大きい収率、および約１２のＡＰＩ重量、および供給材料リサイクル画分に対し減少した粘度で特徴付けられる。
【０１２０】
（実施例５：第１凝縮器内の急冷のために供給材料を用いる重油および瀝青のリサイクル処理）
重油または瀝青供給材料はまた、図５に概略が示されるようなリサイクル熱分解プロセスを用いて処理され得る。このシステムでは、上方流れ輸送熱分解リアクターは、第１回収凝縮器が、液体産物を、リアクターに戻る供給ラインに向けるような形態にされ、そして供給材料は、第１凝縮器でシステム中に導入され、そこで、それは、熱分解の間に産生された産物蒸気を急冷する。
【０１２１】
処理の条件は、約５３０〜約５９０℃の範囲のリアクター温度を含んだ。初期およびリサイクル稼動についての約２０：１〜約３０：１の粒子状熱キャリアの供給材料に対する負荷比、および約０．３５〜約１．２秒の滞留時間が用いられた。これら条件は、以下により詳細に概略を示される（図１２）。供給材料の熱分解の後、より軽画分は、第２の凝縮器に送られ、その一方、第１凝縮器から得られた液体産物のより重画分は、さらなる処理のためにリアクターに戻してリサイクルされる（図５）。
【０１２２】
【表１２】
2008266592.tif 000013
供給材料の複数ステージ処理から産生される液体産物は、重油について６３４３ｃＳｔ（４０℃）および瀝青について３０３８０ｃＳｔ（４０℃）から大きく減少した粘度をもつ輸送に適する性質を示す。同様に、ＡＰＩは、１１（重油）から１５．９〜１８．２に、そして８．６（瀝青）から１４．７に増加した。さらに、これら反応条件下での重油の収率は、重油について５９〜６８％、そして瀝青について８２％である。
【０１２３】
【表１３】
2008266592.tif 000014
これらの稼動条件下、ＡＰＩは、１１から約１５．９〜１７．８に増加した。６２．６（ｗｔ％；Ｒ２４１）、５８．９（ｗｔ％；Ｒ２４２）および７０．９（ｗｔ％；Ｒ２４４）の産物収率が大きく減少した粘度レベルとともに達成された。これらの液体産物は、供給材料に対し実質的に改質され、そしてパイプライン輸送に適切な性質を示した。
【０１２４】
ＳｉｍＤｉｓｔ結果は、供給材料内の成分の５０％超が５３８℃を超える温度で発生し（減圧残油画分）、その一方、液体産物は、より揮発性であり、そして５３８℃未満で発生する約７８〜８７％の産物を含むとして特徴付けられる。供給材料は、液体産物について約１．３〜４．８％である１９３℃未満で発生するその成分（ナフサ／ケロセン画分）の約０．１％でさらに特徴付けられる。ケロセンおよびディーゼル画分もまた、供給材料と液体産物との間で顕著な差異を示し、供給材料画分では１９３〜２３２℃で発生する１％に対し液体産物については２．８〜５％であり、そしてこの温度範囲（２３２〜３２７℃；ディーゼル）で発生する８．７％（供給材料）と１８．９％〜２３．１％（液体産物）である。集合的に、これらの結果は、供給材料中の低揮発性をもつ成分の実質的比率が、液体産物中のより高い揮発性の成分（軽ナフサ、ケロセンおよびディーゼル）に変換されたことを示す。これらの結果は、液体産物が実質的に改質され、そして輸送に適する性質を示すことを示す。．
【０１２５】
【表１４】
2008266592.tif 000015
これらの稼動条件下で、ＡＰＩは、８．６〜約１４に増加した。６８．４（ｗｔ％）の産物収率が、大きく減少した粘度レベルとともに得られた（供給材料における３０３８０ｃＳｔ、４０℃から、液体産物における約４５ｃＳｔ）。
【０１２６】
シミュレートされた蒸留分析は、供給材料内の５０％を超える成分が５３８℃を超える温度で発生し（減圧残油画分）、その一方、液体産物の８０．５％が５３８℃未満で発生することを示す。供給材料は、１９３℃未満で発生するその成分の約０．１％でさらに特徴付けられ得る（対して、液体産物について６．２％である）。ディーゼル画分はまた、供給材料と液体産物との間で有意な差異を示し、この温度範囲（２３２〜３２７℃）で発生する８．７％（供給材料）および１９．７％（液体産物）である。集合的に、これらの結果は、供給材料中の低揮発性をもつ成分の実質的比率が、液体産物中のより高い揮発性の成分（軽ナフサ、ケロセンおよびディーゼル）に変換されたことを示す。これらの結果は、液体産物が実質的に改質され、そして輸送に適する性質を示すことを示す。
【０１２７】
（実施例６：減圧ガス油（ＶＧＯ）のさらなる特徴付け）．
減圧ガス油（ＶＧＯ）を、以下を含む所定範囲の重石油供給材料から得た：
Ａｔｈａｂａｓｃａ瀝青（ＡＴＢ；  ＡＴＢ−ＶＧＯ（２４３）およびＡＴＢ−ＶＧＯ（２５５））
Ａｔｈａｂａｓｃａ瀝青から水素処理されたＶＧＯ（Ｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ）；
Ａｔｈａｂａｓｃａ  ＶＧＯ残油ブレンド（ＡＴＢ−ＶＧＯ残油）；
水素処理ＡＴＢ−ＶＧＯ残油（Ｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯ残油；ＡＴＢ−２５５と同じ稼動から得た）；および
Ｋｅｒｒｏｂｅｒｔ重粗製物（ＫＨＣ）。
【０１２８】
上記の供給材料の熱処理後の液体産物は、蒸留され、ＡＳＴＭ  Ｄ２８９２およびＡＳＴＭ  Ｄ５２３６に開示される標準的な手順を用いてＶＧＯ画分を産生した。
【０１２９】
Ａｔｈａｂｓａｃａ瀝青ＶＧＯの水素処理するために、リアクター条件は以下の通りであった：
リアクター温度７２０°Ｆ；
リアクター圧力  １，５００  ｐｓｉｇ；
空間速度  ０．５；
水素速度  ３６２５  ＳＣＦＢ。
【０１３０】
Ａｌａｓｋａｎ  Ｎｏｒｔｈ  Ｓｌｏｐｅ粗製油（ＡＮＳ）を参照として用いた。
【０１３１】
これらのＶＧＯの性質を表１５に提示する。
【０１３２】
【表１５】
2008266592.tif 000016
ＶＧＯの各々の分解特徴は、以下の条件下のマイクロ活性試験（ＭＡＴ）（表１６をまた参照のこと）を用いて決定された：
反応温度  １０００°Ｆ；
稼動時間  ３０  秒；
触媒  対  油−比  ４．５；
触媒    平衡  ＦＣＣ  触媒。
【０１３３】
ＭＡＴ試験からの結果は、表１６に提供され、そしてＡＴＢ−ＶＧＯ（２４３）に対する分解変換は約６３％、ＫＨＣ−ＶＧＯは約６％、ＡＮＳ−ＶＧＯについては、それは約７３％、そしてＨｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯは約７４％であることを示す。さらに、Ｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯ残油（ＡＴＢ−２５５から得た）は、同じ稼動からのＶＧＯ（すなわち、ＡＴＢ−ＶＧＯ（２５５））より高い約３容量％である。ＡＴＢ−ＶＧＯおよびｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯに対するモデリングは、触媒冷却デバイスを取り込み、再生器温度をその作動限界内に維持している。
【０１３４】
【表１６−１】
2008266592.tif 000017
【０１３５】
【表１６−２】
2008266592.tif 000018
アニリン点は、ＡＳＴＭ法Ｄ６１１を用いて決定された。これらの結果、およびｖｏｌ％のベースでの変換および収率は、表１７ＡおよびＢに提示される。類似の結果が、ｗｔ％ベースで比較されるときに得られた（データは示さず）。ＡＴＢ−ＶＧＯ（２４３）およびＫＨＣ−ＶＧＯは、ＡＮＳ  ＶＧＯについてのそれより低く容量で２１％および１６％である。水素処理ＡＴＢは、ＡＮＳ−ＶＧＯのそれより低く容量で５％である。
【０１３６】
【表１７Ａ−１】
2008266592.tif 000019
【０１３７】
【表１７Ａ−２】
2008266592.tif 000020
表１７Ａに列挙される、ＡＴＢ−ＶＧＯ、ＫＨＣ−ＶＧＯおよびＨｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯについてのＡＮＳ−ＶＧＯ（コントロール）に対する変換における差異は、ＭＡＴ試験（表１６）の結果が考慮されるとき、期待されるより大きい。これは、ＡＴＢ−ＶＧＯ（２４３）、（２５５）、ＫＨＣ−ＶＧＯ、Ｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯ、ＡＴＢ−ＶＧＯ−残油およびＨｙｄｒｏ  ＡＴＢ−ＶＧＯ−残油について真実である。測定されたアニリン点が、ＡＴＢ−、ＫＨＣ−およびＨｙｄｒｏ−ＶＧＯの信頼性ある指標でないか否かを決定するために、蒸留データおよびＡＰＩ重量を基に、当該技術分野で公知の標準的方法を用いて算出された。この算出されたアニリン点、および種々のＶＧＯの分解変換は、表１７ＢおよびＣに提示される。
【０１３８】
【表１７Ｂ】
2008266592.tif 000021
【０１３９】
【表１７Ｃ−１】
2008266592.tif 000022
【０１４０】
【表１７Ｃ−２】
2008266592.tif 000023
算出されたアニリン点を基に、このアニリン点は、すべて増加し、そしてさらに、ＭＡＴ試験から決定されたデータとより多く調和する。例えば、このアニリン点は、
ＡＴＢ−ＶＧＯ  （２４３）は、１３５°Ｆであり、  
ＡＴＢ−ＶＧＯ  （２５５）は、１４５°Ｆであり、
ＫＨＣ−ＶＧＯ  は、１４４°Ｆであり、  
ＡＴＢ−ＶＧＯ−残油は、１４８°Ｆであり、
Ｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯ  は、１５８°Ｆであり、そして
Ｈｙｄｒｏ−ＡＴＢ−ＶＧＯ−残油は、１７０°Ｆである。
【０１４１】
ＡＮＳ−ＶＧＯ（コントロール）についてアニリン点または産物収率における変化はない。増加した算出アニリン点が増加したとともに、増加した産物収率は、表１６の分解差異ＭＡＴ結果と一致している。
【０１４２】
これらの結果は、ＲＴＰ産物ＶＧＯがクラッキングのために利用可能な複数の側鎖を有し、そしてアニリン点測定から由来するような変換レベルより高い変換レペルを提供することを示す。
【０１４３】
本発明を好ましい実施形態に関して説明してきた。しかし、多くの変形例および改変例が本明細書に記載のような本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることは当業者に明らかである。
【０１４４】
（摘要）
本発明は、代表的には、希釈剤の使用なくしてパイプラインを通すために適切でない、高粘度、および低ＡＰＩ重量の重い石油の油の改質に関する。この方法は、粒子状熱キャリアを上方流れリアクターに導入する工程、供給材料を、上記粒子状熱キャリアの入口の上の位置で導入する工程、この重炭化水素供給材料を上記熱キャリアと短時間相互作用させる工程、この粒子状熱キャリアと液体および副産物固形物質から産物ストリームの蒸気を分離する工程、この産物ストリームから軽画分と重画分との混合物を含むガス状および液体産物混合物を回収する工程、および減圧タワーを用い、上記産物混合物から、上記軽画分を実質的に残留物のない産物としての軽画分、および重画分を分離する工程を包含する。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】図１は、供給材料の熱分解処理のためのシステムに関する本発明の実施形態の例を描写する概略図である。ラインＡ〜Ｄ、およびＩ〜Ｌは、必要に応じたサンプリングポートを示す。
【図２】図２は、供給材料の熱分解処理のためにシステムにこの供給材料を導入するための供給システムに関する本発明の実施形態の例の概略図である。
【図３】図３は、本明細書に記載のような、供給材料の熱分解処理のためのシステムを用いる改質プロセス中に供給材料を導入するための供給システムに関する本発明の実施形態の例の概略図である。
【図４】図４は、第１凝縮器、または内部分画システムから回収されるか、そして／または上方流れリアクターにリサイクルされて戻されるかのいずれかである供給材料を得るための回収システムに関する本発明の実施形態の例の概略図である。
【図５】図５は、供給材料の熱分解す処理のための内部分画に関する本発明の実施形態の例の概略図である。ラインＡ〜Ｅ、およびＩ〜Ｎは、必要に応じたサンプリングポートを示す。
【図６】図６は、油産生施設による使用のためのエネルギーを発生するためにリサイクルまたは用いられ得る重炭化水素供給材料および残油産物から残留物のない軽油画分を形成する、本発明によるプロセスの例を示す概略である。
【図７】図７は、油産生施設による使用のためのエネルギーを発生するためにリサイクルまたは用いられ得る重炭化水素供給材料および残油産物から残留物のない軽油画分を形成する、本発明によるプロセスの例を示す概略である。
【図１】
2008266592.tif 000024
【図２】
2008266592.tif 000025
【図３】
2008266592.tif 000026
【図４】
2008266592.tif 000027
【図５】
2008266592.tif 000028
【図６】
2008266592.tif 000029
【図７】
2008266592.tif 000030
【外国語明細書】
2008266592000001.pdf