(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品流を生成するために、触媒の存在下で反応器容積を有する反応器内で行う液体炭化水素供給原料の水素化脱硫のための最適な運転条件を選択する方法において、
複数の最初の液体炭化水素供給原料を蒸留して生成される複数の液体炭化水素供給原料のカルバゾール含量を測定するステップと、
前記複数の液体炭化水素供給原料のそれぞれの測定された前記カルバゾール含量を含むデータベースを生成するステップと、
生成された前記データベースから、前記反応器に導入する第１液体炭化水素供給原料を選択するステップと
前記第１液体炭化水素供給原料から前記反応器内で生成された第１製品流の所望の硫黄含量を選択するステップと、
前記第１液体炭化水素供給原料の測定された前記カルバゾール含量に基づいて前記第１液体炭化水素供給原料の反応次数を算出するステップであって、前記反応次数を算出するステップが前記データベース内の測定された最大カルバゾール含量を決定するステップを含み、前記第１液体炭化水素供給原料の前記反応次数が以下の方程式を使用して算出され：
【数２】
0006708349.tif 000028
ｎは反応次数であり、Ncarbazolesは前記第１液体炭化水素供給原料の前記カルバゾール含量であり、Ncarbazoles-maxは前記データベース内の前記測定された最大カルバゾール含量であるステップと、
算出された前記反応次数に基づいて運転深刻度指数を算出するステップとを備え、
前記運転深刻度指数は、前記第１液体炭化水素供給原料から前記所望の硫黄含量を備えた前記第１製品流を生成するための前記反応器の運転温度で構成され、前記運転深刻度指数が以下の方程式：
【数３】
0006708349.tif 000029
【数４】
0006708349.tif 000030
を使用して算出され、LHSVは液空間速度であり、nは前記第１液体炭化水素供給原料の反応次数であり、SFeedは前記第１液体炭化水素供給原料の硫黄含量であり、SProductは前記第１製品流の前記所望の硫黄含量であり、kはn次反応速度定数であり、HPPは水素分圧であり、Catageは触媒寿命であり、Aは頻度因子であり、[Ea]は活性化エネルギーであり、bは水素分圧依存性であり、cは触媒不活性化因子であり、Rは一般気体定数であり、Tは前記反応器の温度である方法。
【請求項２】
前記第１液体炭化水素原料および前記複数の液体炭化水素供給原料の両方が、原油の蒸留により生成された軽油流で構成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反応器がディーゼル水素化処理装置で構成され、前記第１液体炭化水素供給原料が軽油流で構成され、前記製品流がディーゼル油で構成される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１液体炭化水素流が、原油、中間精製蒸留流またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つから生成される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記触媒が、少なくとも１つの第８属金属および少なくとも１つの第６属金属を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記触媒の総重量に基づいて、前記第８属金属の量は約1重量%から約30重量%であり、前記第６属金属の量は約1重量%から約30重量%である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１液体炭化水素供給原料が、約150℃から約400℃の沸点範囲を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１液体炭化水素供給原料が、約10ppmから約40,000ppmの硫黄を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１液体炭化水素供給原料が、約1ppmから約4,000ppmのカルバゾール含量を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１液体炭化水素供給原料が、前記第１液体炭化水素供給原料の総重量に基づいて、約0.1重量%から約80重量%の芳香族を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも前記第１製品流と実質的に同じ選択された前記硫黄含量を有する第２製品流を形成するために前記反応器に導入する第２液体炭化水素供給原料を選択するステップと、
前記第２液体炭化水素供給原料のカルバゾール含量を測定するステップと、
前記第２液体炭化水素供給原料の測定された前記カルバゾール含量に基づいて前記第２液体炭化水素供給原料の反応次数を算出するステップと、
前記第２製品流の選択された前記硫黄含量に基づいて前記第２液体炭化水素原料の運転深刻度指数を算出するステップとをさらに備え、前記運転深刻度指数は、前記第２液体炭化水素供給原料から所望の前記硫黄含量を備えた前記第２製品流を生成するための前記反応器の運転温度で構成される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
製品流を生成するために触媒の存在下で反応器容積を有する水素化脱硫装置の反応器における液体炭化水素供給原料の水素化脱硫のために最適な運転条件で水素化脱硫装置を運転する方法において、
複数の最初の液体炭化水素供給原料を蒸留して生成される複数の液体炭化水素供給原料のカルバゾール含量を測定するステップと、
前期複数の液体炭化水素供給原料のそれぞれの測定された前記カルバゾール含量を含むデータベースを生成するステップと、
第１液体炭化水素供給原料から生成される第１製品流の予め選択された第１硫黄含量を生成するために、第１運転温度を含む第１運転条件セットの下で運転する前記反応器に導入する第１液体炭化水素供給原料を、生成された前記データベースから選択するステップと、
少なくとも前記予め選択された第１硫黄含量と実質的に同じ硫黄含量を有する第２製品流を形成するために、前記反応器に導入する第２液体炭化水素供給原料を選択するステップと、
前記第２液体炭化水素供給原料のカルバゾール含量および硫黄含量を測定するステップと、
測定された前記第２液体炭化水素供給原料の前記カルバゾール含量に基づいて、前記第２液体炭化水素供給原料の反応次数を算出するステップであって、前記反応次数を算出するステップが前記データベース内の測定された最大カルバゾール含量を決定するステップを含み、前記第２液体炭化水素供給原料の前記反応次数が以下の方程式を使用して算出され：
【数２】
0006708349.tif 000031
ｎは反応次数であり、Ncarbazolesは前記第２液体炭化水素供給原料の前記カルバゾール含量であり、Ncarbazoles-maxは前記データベース内の前記測定された最大カルバゾール含量であるステップと、
前記製品流の選択された硫黄含量に基づいて、前記第２液体炭化水素供給原料の運転深刻度指数を算出するステップであって、少なくとも前記予め選択された第１硫黄含量と実質的に同じ硫黄含量を有する前記第２製品流を生成するために前記運転深刻度指数が前記反応器の第２運転温度で構成され、前記運転深刻度指数が以下の方程式：
【数３】
0006708349.tif 000032
【数４】
0006708349.tif 000033
を使用して算出され、LHSVは液空間速度であり、nは前記第２液体炭化水素供給原料の反応次数であり、SFeedは前記第２液体炭化水素供給原料の硫黄含量であり、SProductは前記第１製品流の前記予め選択された第１硫黄含量であり、kはn次反応速度定数であり、HPPは水素分圧であり、Catageは触媒寿命であり、Aは頻度因子であり、[Ea]は活性化エネルギーであり、bは水素分圧依存性であり、cは触媒不活性化因子であり、Rは一般気体定数であり、Tは前記反応器の温度であるステップと、
前記第２液体炭化水素供給原料を前記反応器に運ぶ前に、前記第１運転温度から前記第２運転温度に前記反応器の運転温度を調整するステップと
を備える方法。
【請求項１３】
前記第１および第２液体炭化水素原料と、前記複数の液体炭化水素供給原料との両方が、原油の蒸留により生成された軽油流で構成される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記反応器がディーゼル水素化処理装置で構成され、前記第１および第２液体炭化水素供給原料が軽油流で構成され、前記製品流がディーゼル油で構成される請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
第１および第２液体炭化水素流が、原油、中間精製蒸留流またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つから生成される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記触媒が、少なくとも１つの第８属金属および少なくとも１つの第６属金属を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記触媒の総重量に基づいて、前記第８属金属の量は約1重量%から約30重量%であり、前記第６属金属の量は約1重量%から約30重量%である請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１および第２液体炭化水素供給原料が、約150℃から約400℃の沸点範囲を有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１および第２液体炭化水素供給原料が、約10ppmから約40,000ppmの硫黄を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１および第２液体炭化水素供給原料が、約1ppmから約4,000ppmのカルバゾール含量を有する請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１および第２液体炭化水素供給原料が、それぞれ各液体炭化水素供給原料の総重量に基づいて、約0.1重量%から約80重量%の芳香族を含む請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、製油所等において原油スレートを最適化する改良された方法、および／または、製油所において行われるプロセスの最適な運転条件を選択する改良された方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油は、世界中で発見され、多くの違った形で存在する豊富なエネルギー源である。実際に、世界中で取引される２００を超える原油が存在する。通常、原油は、パラフィンおよび芳香族炭化水素などの数千の炭化水素の複雑な混合物であり、それらの密度（例えばAPI度）によって分類される。例えば、「軽質」原油は低密度であり、「重質」原油は高密度である。
【０００３】
多くの異なる原油の種類が存在する一方で、全ての原油が所定の製油所で同じように機能するわけではない。製油所は、彼らが生産を目指す製品のために、および、製油所の異なる設備の運転条件のために最適な原油を発見するよう絶えず努力している。従来、製油所は、基本的に試行錯誤法を使用して原油スレートの最適化を試みている。より具体的にいうと、製油所は、通常、世界的な需要と供給（在庫および価格）、製油所の能力と構成、輸送費、および精製コストを含む様々な要因を使用して、原油スレートを選択する。原油スレートを選択した後、製油所は、それらの処理装置での原油スレートのコスト効率を見積もる。さらに、市場状況によって、製油所はいつも同じ原油を受け取るわけではない。市場状況と結びついた処理装置への原油スレートの影響により、製油所は原油スレートを頻繁に再評価することを強いられる。現在の方法では、製油所は特定の原油が処理装置に及ぼす影響を予測することができないので、製油所はその処理装置に最適な原油を最もよく決定するために試行錯誤法を使用し続けている。
【０００４】
このように、より効率的な原油スレート最適化を可能にするため、および、所定の原油スレートの最適な運転条件の選択を可能にするため、特定の原油組成（例えば原油混合）の処理装置への影響を予測する方法が必要である。
【発明の概要】
【０００５】
本出願は、反応炉内での第１液体炭化水素供給原料の水素化脱硫のための最適な運転条件を選択する方法を対象とする。反応炉は、触媒の存在下で製品流を生み出すだけの反応器容積を有する。
【０００６】
一態様では、所望の製品流の硫黄含量が選択される、第１液体炭化水素供給原料の水素化脱硫のための最適な運転条件を選択する方法が提供される。当該方法では、第１液体炭化水素供給原料のカルバゾール含量を測定し、測定されたカルバゾールに基づいて第１液体供給原料の反応次数を算出し、算出された反応次数に基づいて運転深刻度指数を算出する。運転深刻度指数は、所望の硫黄含量を伴う製品流を生じさせるために反応炉の運転温度を含む。
【０００７】
別の態様では、複数の液体炭化水素供給原料のカルバゾール含量が測定され、測定されたカルバゾール含量のデータベースを生成する、第１液体炭化水素供給原料の水素化脱硫のための最適な運転条件を選択する方法が提供される。反応次数の算出は、当該データベースにおける最大カルバゾール含量を決定することによりなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下の詳細な説明および付属の図面を参照することにより、発明およびその多くの特徴と利点のより完全な理解が達成される。図面は本願発明のある実施形態を説明するのみであり、その範囲を限定するものと考えられるべきではないことに注意しなくてはならない。
【図１】精製プロセスの一部の簡略化された模式図であり、常圧蒸留装置および水素化処理装置を含む少なくとも一つの実施形態に従うものである。
【図２】少なくともと一つの実施形態に従う方法を説明するステップの典型的なプロセスフロー図である。
【図３】少なくとも一つの実施形態に従う、製品流における５ｐｐｍ（実施例１）および３０ｐｐｍ（実施例２）の硫黄含量を達成するために軽油および重質軽油（０〜１００％重質軽油）のレベルを変えた、要求される軽油原料の処理運転温度（℃）のグラフ表示例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
前述したように、製油所の原油スレートを決定する従来の方法は、かなり試行錯誤に頼っていた。
【００１０】
しかしながら、これらの従来の方法では、現在の原油スレートを使用することに伴うコストに基づいて原油スレートを変更すべきかどうか製油所が頻繁に再評価する必要があるので、さほど効率的ではない。従来の方法の別の問題は、軽油流の個々の組成を考慮していないこと、または、製油所の最良な原油スレートを決定する時に分子レベルで炭化水素留分を分析していないことである。さらに、従来の方法では、硫黄含量、窒素含量および沸点特性等のバルク特性が測定され、その後、加工性を決定するために試験プラント運転で原油留分が試験される。これは時間とコストがかかる方法である。その結果、成し遂げる最適化は困難な仕事となる可能性がある。
【００１１】
本出願の方法は、原油スレートを決定する従来の方法の欠陥を克服するよう設計されている。以下にさらに詳細に議論されるように、本出願の方法は特定の精製装置で他の原油の処理性能を予測するために、分子種と軽油供給原料の反応性とを使用する。このようにして、本出願の方法により、製油所が、特定の製油所に対して有利な原油スレートをより良く選択することができる。特に、本方法では、分子特性（例えばカルバゾール含量および水素化脱硫加工性）に基づいて軽油流を評価し、製油所が水素化脱硫装置（例えばディーゼル水素化処理装置）の性能を算出し、それにより原油スレートを調整または最適化して、ディーゼル水素化処理装置の最良の性能を確実なものとすることができる。
【００１２】
図１は、少なくとも一つの実施形態に従い、精製プロセス100の一部の簡略化されたフロー図を示す。図示されるように、原油流105が最初に常圧蒸留装置（ＡＤＵ）110に流入し、そこで常圧下で蒸留されて軽油流115を含む種々の留分を生成する。結果として生じる軽油流115はその後、水素化脱硫装置120（例えばディーゼル水素化処理装置）に流入し、所望の製品流125（例えばディーゼル油）を生成する。水素化脱硫は、天然ガス、および、ガソリン、ディーゼル油および燃料油等の石油精製製品から硫黄を除去する触媒化学プロセスである。製油所等の工業用水素化脱硫装置では、水素化脱硫反応は、固定床反応器内において高温高圧で、典型的には触媒の存在下で起こる。
【００１３】
本出願の方法では、（現在の原油スレートの蒸留の結果により生じた）軽油流115の分子特性が測定されて、カルバゾール含量および硫黄含量等の軽油流の特性（例えばある成分の濃度）を決定する。軽油流115はその後、水素化処理装置120に流入して製品流（例えばディーゼル油）を生成し、製品流の硫黄含量が測定される。一つまたは複数の実施形態に従い、製油所の最適原油スレートおよび／またはディーゼル水素化処理装置の最適運転条件（例えば温度）を決定するために、軽油およびディーゼル油の測定が使用される。
【００１４】
図２は、少なくともと一つまたは複数の実施形態に従った１つの方法例200を説明するステップのフロー図を示す。ステップS205において、原油流は最初にADU110に流入し、原油流（「第１原油流」）を生成する。その結果により生じた原油流は、約150℃から約400℃の沸点範囲を有することができる。別の実施形態では、異なる種類の供給流がADU110に流入することができ、当該供給流は、これらに限定されないが、コーカーからのもの、流動接触分解からのもの、残油水素化転化からのもの、またはその他の新規なプロセス流からのもの等の中間精製蒸留流、またはこれらの組み合わせを含む。ここに言及されるように、ADU110は原油を留分に蒸留するのに役に立つ。
【００１５】
ステップS210では、結果として生じる軽油流の分子組成が測定される。例えば、１つ以上の実施において、軽油流のカルバゾール含量が決定される。典型的なカルバゾール分子を以下に示す。
【００１６】
【化１】
0006708349.tif 000002
【００１７】
ここに定義されるように、カルバゾールは窒素芳香族複素環化合物であり、当該窒素芳香族複素環化合物はアクリジンを含む。より具体的には、本出願で測定されるカルバゾールは、アクリジンやそのアルキル置換誘導体等の塩基性窒素化合物とひとまとまりになった一群のカルバゾール化合物である。アクリジンの分子構造を以下に示す。
【００１８】
【化２】
0006708349.tif 000003
【００１９】
軽油流のカルバゾール含量は、約1ppmから約4,000ppmの範囲に及ぶことができる。
【００２０】
軽油流の組成は、これらに限定されないが、硫黄および窒素を含む軽油流のその他の成分の濃度を決定するためにも測定することができる。一つまたは複数の実施形態では、軽油流の硫黄含量は約10ppmから約40,000ppmの範囲に及ぶことができ、軽油流の窒素含量は約10ppmから約4,000ppmの範囲に及ぶことができる。少なくとも一つの実施において、軽油流のその他の特性として、芳香族含有量やセタン価等もまた測定することができる。軽油流の芳香族含有量は約0.1%Wから約80%Wの範囲に及ぶことができる。
【００２１】
軽油流の所定の選択された成分、特にカルバゾール含量、窒素含量および硫黄含量の測定は、全硫黄に対するASTM D5453や、全窒素に対するASTM D4629等の従来の標準的な方法、または、周知のあらゆる分光法および／またはクロマトグラフィー法を使用して行うことができ、当該分光法および／またはクロマトグラフィー法は以下に限定されないが、フーリエ変換近赤外分光法、フーリエ変換赤外分光法、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分光法、飛行時間形質量分光法、紫外・可視分光法、レーザー誘起紫外線分光法、核磁気共鳴分光法、蛍光分光法、ガスクロマトグラフィー法、高性能液体クロマトグラフィー法、超臨界流体クロマトグラフィー法、および、硫黄種および窒素種の硫黄／窒素特異的検出器を備えた一次元および二次元ガスクロマトグラフィー法を含む。
【００２２】
引き続き図２において、ステップS215では、軽油流が水素化処理装置120に流入し、製品流（すなわちディーゼル油）を生成する。水素化処理装置120は、当業者によって知られているあらゆる適切な触媒を利用することができる。例えば、触媒は、Coおよび／またはNiおよび／またはMoを活性相として備え、支持相としてアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニアまたはゼオライト、あるいはこれらの組み合わせを備える。一つまたは複数の実施形態において、触媒は少なくとも一つの第８属金属および少なくとも一つの第６属金属を含む。少なくとも一つの実施形態では、触媒内の第８属金属の量は、触媒の総重量に基づいて約1重量%から約30重量%の範囲に及ぶことができる。
【００２３】
ステップS220では、製品流（第一製品流）の硫黄濃度が決定される。硫黄濃度は、先に挙げたあらゆる従来の標準法および／または分光法および／またはクロマトグラフィー法、または、当技術分野で周知のその他の適切な方法を使用して決定することができる。水素化処理プロセスの結果、製品流は所望の硫黄含量（すなわち事前に選択した硫黄の含有量）を含む。
【００２４】
ステップS225では、製品流内の硫黄濃度を決定した後、硫黄転換の量（水素化脱硫の程度）を決定するために、以下の方程式（W%で測定）を使用して、軽油および製品流の硫黄含量が決定される。
【００２５】
【数１】
0006708349.tif 000004
【００２６】
この方程式は、水素化処理装置の性能を決定するため、および、追従計算を実行して装置を監視するために使用される。
【００２７】
製品流（第１製品流）を生成するために使用される水素化処理装置120の運転条件（例えば温度）は知られており、ここで述べるように、この情報は、同等の事前に選択された硫黄含量を含む製品流を生じさせるための異なる供給量に関する水素化処理装置120の最適な運転条件を算出するために使用される。言い換えれば、水素化処理装置120に導入された２つの異なる供給原料（例えば軽油流）から得た製品流は、一つまたは複数の本出願の方法に従って最適化された第２供給原料のための運転条件の結果、同じ硫黄含量を有する。
【００２８】
したがって、ステップS230では、軽油の組成測定（例えばカルバゾール含量、硫黄含量および窒素含量）、製品流の組成測定（例えば硫黄含量）およびモデルパラメーターを使用して、処理する次の原料配合物の運転条件を決定する。さらに具体的に言うと、蒸留された第二種の原油（第２軽油）から得られた軽油流を測定して、その組成を決定し、特に、そのカルバゾール含量および硫黄含量を決定する。第２軽油のカルバゾール含量を使用して、次の方程式により、処理する第２軽油流の反応次数を決定する。
【００２９】
【数２】
0006708349.tif 000005
ここで、Ncarbazolesは第２軽油のカルバゾール含量であり、Ncarbazoles-maxは、データベースにおいて、利用できるあらゆる軽油流の中で最も高いカルバゾール含量である。さらに詳しく言うと、Ncarbazoles-max値はデータベースから選択することができ、データベースは、種々の異なる原油から蒸留された軽油流において測定されたカルバゾール含量を含む。例えば最初に蒸留される各原油（例えば100%軽質、100%重質、50%軽質50%重質、またはその他の分野の原油）は、ここで述べるように測定可能な特定のカルバゾール含量を有する軽油流を生成する。
【００３０】
上記方程式を参照すると、反応次数（「n」）は、１に、第２軽油流のカルバゾール含量をデータベース内の利用可能な軽油流における最大カルバゾール含量で割ったものを足したものである。一つまたは複数の実施形態において、最小反応次数は１に設定され、最大反応次数は２に設定される。つまり、最小カルバゾール含有ディーゼル油の反応次数は１であり、最大カルバゾール含有ディーゼル油の反応次数は２である。このように、一つまたは複数の実施形態において、反応次数は真の反応次数ではなく、お互いに対するディーゼル油の反応性を反映した相対値である。
【００３１】
反応次数が一旦算出されると、以下のn次反応速度式を使用して速度定数（k）が決定される。
n次速度定数
【００３２】
【数３】
0006708349.tif 000006
【００３３】
n次速度定数は、温度、水素分圧および触媒寿命の関数でもある。方程式２（下記）では、アレニウスの式に従って温度依存性が示され、そこで水素分圧依存性は指数関数的であり、触媒寿命は線形である。
【００３４】
【数４】
0006708349.tif 000007
【００３５】
最初の方程式は、n次反応速度定数（k）を算出するために使用される。この方程式において、LHSVは液空間速度であり、「n」は先の方程式で算出した軽油の反応次数である。SFeedおよびSProductはそれぞれ、原油および製品流の硫黄含量である。製品の定められた硫黄レベルのために、処理する軽油に対する硫黄転換率を算出する。その後、n次速度定数が方程式１から算出される。製品で目標とされる硫黄レベルに対して要求される運転温度は、方程式２から算出される。特に、方程式２において、プロセス運転条件（例えば水素分圧[HPP]、触媒寿命[catage]）、モデルパラメーター（例えば頻度因子[A]、活性化エネルギー[Ea]、水素分圧依存性[b]、触媒不活性化因子[c]で、これらは先に決定され、データベースで利用できる）、および一般気体定数（R）を使用して、運転深刻度指数（運転温度）を決定する。頻度因子、活性化エネルギーおよび水素分圧依存性は、方程式２を使用した少なくとも３つの温度レベル、水素分圧および複数の触媒寿命に関する利用可能な運転データを使用して、前もって算出することができる。
【００３６】
目標の硫黄レベルに要求される運転温度が第２供給原料に対して決定されると、第２液体炭化水素供給原料（第２軽油）を反応器に運ぶ前に、水素化処理装置反応炉の運転温度を、第１運転温度（第１供給原料に対する運転温度）から第２運転温度（第２供給原料に対する運転温度）に調整することができる。第２供給原料のための運転温度で運転する水素化処理装置反応炉に第２供給原料を運んだ後、反応炉は第２製品流を生成する。第２製品流は少なくとも、予め選択された第１硫黄含量（第１製品流の硫黄含量）と実質的に同じ硫黄含量を有する。
【００３７】
運転の深刻度指数である要求される運転温度に基づいて、ある運転条件に対する最適な原油スレートがステップS235で決定される。その結果生じる原油スレートは、特定の運転深刻度指数（例えば温度）、および、要求されて予め選択された製品流の特定の硫黄含量に関連するので、「最適」なものである。さらに具体的に言うと、２つの原油システムに関し、第１軽油および第２軽油の運転深刻度指数と、原油スレートの重質原油および軽質原油との線形補間を使用して、特定の運転深刻度指数に対して最適な原油スレートを決定することができる。また、同じ線形補間を使用して、特定の原油スレートに対して最適な運転深刻度指数（運転温度）を決定することができる。
【００３８】
本出願の方法は、２つの原油システム（２つの軽油）に限定されるものではないと理解されるべきである。例えば、一つまたは複数の実施において、第２原油（およびその結果生じる第２軽油）は後で、上述の方法等を使用して、以降の軽油（例えば第３軽油）に対して最適な運転条件を決定するのに参考として使用することができる。
【００３９】
当然のことながら、本発明の方法は、水素化処理装置に導入される材料の測定された特性に基づいて、水素化処理装置（水槽化脱硫装置）に対して最適な運転条件（例えば温度）を算出する方法を提供する。特に、本方法により、水素化処理装置に流入される供給原料（軽油流）の測定されたカルバゾール含量に基づいて水素化処理装置の最適温度を選択することができ、予め選択された硫黄含量を備える製品流を得る。
【００４０】
水素化処理装置が固定床水素化処理装置である実施形態では、減少する触媒活性によって運転温度が変化する。さらに具体的に言うと、水素化処理運転の間、触媒は失活し、水素化処理装置の運転温度を変化させることにより活性喪失が補償される。例えば、装置は、運転の最初は350℃で運転し、運転の間、触媒の失活に伴い温度が増加するよう設計される。運転温度の終わりに達したとき、触媒は完全に失活し、その後交換することができる。触媒活性は処理される供給原料（軽油）の関数なので、供給原料の選択は運転温度に基づいて行われる。
【００４１】
以下の実施例を参照することにより、方法のより完全な理解とその特徴および利点の理解が得られる。
【００４２】
実施例１
製油所は、常圧蒸留装置（ADU）に100V%軽質原油を供給し、軽油を生成する。ADUの原油の限度容量は100,000BPSDであった。軽油留分は180〜370℃の範囲で沸騰する。軽油の分子組成が決定された。これらの測定結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0006708349.tif 000008
【００４４】
軽油はその後水素化処理装置に流入し、軽油供給量は39,200BPSDであった。水素化処理装置は5ppmの硫黄濃度のディーゼル油留分を生産した。水素化処理装置の運転条件を表２に示す。
【００４５】
【表２】
0006708349.tif 000009
【００４６】
外部環境のため、製油所は原油スレートを変更しなければならず、目標の原油スレートは、50V%重質原油／50V%軽質原油である。このように、目標の原油スレートから軽油に対する水素化処理装置の最適な運転条件を決定するために、以下の計算を実行しなければならない。また、水素化処理装置の温度に制限がある場合（例えば運転温度の終わりに達した場合）、この計算を使用して特定の運転温度に最適な原油スレートを決定することができる。
【００４７】
計算を行うために、まず実験室規模の装置のADUに100V%重質原油を流入し、その分子組成を決定する。処理する原油がデータベースで利用可能であれば、軽油の分子組成は、実験室での蒸留を行うことなくデータベースから軽油の分子組成をとることができる。これらの測定結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
0006708349.tif 000010
【００４９】
処理する軽油流の硫黄含量およびその後に続く水素化処理装置からのディーゼル留分の硫黄含量を使用して、以下の方程式により硫黄転換（「水素化脱硫」）の量をW%で決定する。
【００５０】
【数５】
0006708349.tif 000011
【００５１】
次に、目標運転が100V%重質原油モデルから算出される。さらに詳しく言うと、100V%重質原油の軽油に対する反応次数が以下の方程式を使用して決定される。
【００５２】
【数６】
0006708349.tif 000012
【００５３】
100V%重質原油の軽油のカルバゾール含量は96.5ppmwであり、利用可能な軽油の中で最も高いカルバゾール含量は167.4ppmwである。このように、反応次数を以下のようにして算出する。
【００５４】
【数７】
0006708349.tif 000013
【００５５】
算出された反応次数を使用して、以下の方程式によりn次速度定数（k）を決定する。
【００５６】
【数８】
0006708349.tif 000014
【００５７】
算出された速度定数（k）はその後、100V%軽質原油の水素化処理プロセス運転条件およびモデルパラメーターと共に、修正されたアレニウスの式（下記参照）で使用され、運転深刻度指数を決定し、本実施例では運転深刻度指数は温度である。モデルパラメーターを以下の表４に示す。
【００５８】
【表４】
0006708349.tif 000015
【００５９】
水素化処理装置のモデルパラメーターおよび100V%重質原油のために算出されたn次速度定数（k）を使用して、100V%重質原油の運転深刻度定数（温度）が算出される。
【００６０】
【数９】
0006708349.tif 000016
【００６１】
100V%重質原油および100V%軽質原油の運転深刻度指数（温度）を使用して、図３および以下の表５に示すように、線形補間により、製油所のための他の原油混合の最適な運転深刻度指数を決定する。
【００６２】
【表５】
0006708349.tif 000017
【００６３】
ΔTは温度変化（℃）であり、ROTは要求される運転温度（℃）である。これらの線形補間に基づくと、目標の原油スレート（50V%重質原油／50V%軽質原油）を使用したときの水素化処理装置の最適な運転温度は372℃である。このようにして、水素化処理装置が、目標の原油スレートからの軽油を使用して同じ水素化処理装置から5ppmwのディーゼル留分を得るために、運転温度は最初の運転温度（355℃）と比べて17℃高くしなければならない。
【００６４】
製油所が、目標の原油スレートを有さないが、水素化処理装置の運転深刻度指数（例えば温度）に基づいて最適な原油スレートを決定したい場合、上記の線形補間を使用して、特定の運転温度に対して最適な原油スレートを決定することもできる。
【００６５】
実施例２
製油所は、常圧蒸留装置（ADU）に100V%軽質原油を供給し、軽油を生成する。ADUの原油の限度容量は100,000BPSDであった。軽油留分は180〜370℃の範囲で沸騰する。軽油の分子組成が決定された。これらの測定結果を表６に示す。
【００６６】
【表６】
0006708349.tif 000018
【００６７】
軽油はその後水素化処理装置に流入し、軽油供給量は39,200BPSDであった。水素化処理装置は30ppmの硫黄濃度のディーゼル油留分を生産した。水素化処理装置の運転条件を表７に示す。
【００６８】
【表７】
0006708349.tif 000019
【００６９】
外部環境のため、製油所は原油スレートを変更しなければならず、目標の原油スレートは、50V%重質原油／50V%軽質原油である。このように、目標の原油スレートから軽油に対する水素化処理装置の最適な運転条件を決定するために、以下の計算を実行しなければならない。また、水素化処理装置の温度に制限がある場合（例えば運転温度の終わりに達した場合）、この計算を使用して特定の運転温度に最適な原油スレートを決定することができる。計算を行うために、まずADUに100V%重質原油を流入させ、その分子組成を決定する。これらの測定結果を表８に示す。
【００７０】
【表８】
0006708349.tif 000020
【００７１】
100V%軽質原油からの軽油流の硫黄含量およびその後に続く水素化処理装置からのディーゼル留分の硫黄含量を使用して、以下の方程式により硫黄転換（「水素化脱硫」）の量をW%で決定する。
【００７２】
【数１０】
0006708349.tif 000021
【００７３】
次に、目標運転が100V%重質原油モデルから算出される。さらに詳しく言うと、100V%重質原油の軽油に対する反応次数が以下の方程式を使用して決定される。
【００７４】
【数１１】
0006708349.tif 000022
【００７５】
100V%重質原油の軽油のカルバゾール含量は96.5ppmwであり、利用可能な軽油の中で最も高いカルバゾール含量は167.4ppmwである。このように、反応次数は以下のようにして算出する。
【００７６】
【数１２】
0006708349.tif 000023
【００７７】
算出された反応次数を使用して、以下の方程式によりn次速度定数（k）を決定する。
【００７８】
【数１３】
0006708349.tif 000024
【００７９】
算出された速度定数（k）はその後、100V%軽質原油の水素化処理プロセス運転条件およびモデルパラメーターと共に、修正されたアレニウスの式（下記参照）で使用され、運転深刻度指数を決定し、本実施例では運転深刻度指数は温度である。モデルパラメーターを以下の表９に示す。
【００８０】
【表９】
0006708349.tif 000025
【００８１】
水素化処理装置のモデルパラメーターおよび100V%重質原油のために算出されたn次速度定数（k）を使用して、100V%重質原油の運転深刻度定数（温度）が算出される。
【００８２】
【数１４】
0006708349.tif 000026
【００８３】
100V%重質原油および100V%軽質原油の運転深刻度指数（温度）を使用して、図３および以下の表１０に示すように、線形補間により、製油所のための他の原油混合の最適な運転深刻度指数を決定する。
【００８４】
【表１０】
0006708349.tif 000027
【００８５】
これらの線形補間に基づくと、目標の原油スレート（50V%重質原油／50V%軽質原油）を使用したときの水素化処理装置の最適な運転温度は351.3℃である。このようにして、水素化処理装置が、目標の原油スレートからの軽油を使用して同じ水素化処理装置から30ppmwのディーゼル留分を得るために、運転温度は最初の運転温度（340℃）と比べて11.3℃高くしなければならない。
【００８６】
本発明は、特定の実施形態および実施例を使用して上述されてきたが、当業者にとって明らかであろう多くの変化および改良が存在する。そのようなものとして、述べられた実施形態は、あらゆる点で説明に役立つものとしてのみ考慮され、制限的に考慮されるべきではない。したがって、発明の範囲は、前述の記載によってというより、添付の請求の範囲によって示される。請求の範囲の意味および同等の範囲内でのすべての変形は、それらの範囲内に含まれる。
【図１】
0006708349.tif 000034
【図２】
0006708349.tif 000035
【図３】
0006708349.tif 000036