(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分留装置および水素添加分解反応ループの作用を制御する方法であって、当該方法は、
分留供給物として水素添加分解反応器から得られた水素添加分解流出物を受けるための分留装置を準備すること、ここで、前記分留装置は、底部領域、上部領域、および該底部領域および該上部領域の間の中間領域を含む蒸留領域を定め、該中間領域はサイドドロートレーを有する；
前記分留供給物を前記分留装置の底部領域に導入すること；
前記サイドドロートレーに所望の沸騰範囲を示す炭化水素の液体レベルを集めること；
前記サイドドロートレーから前記炭化水素のサイドドロー流を引き抜くこと；
前記サイドドロー流を第一流および生成物流に分離すること；
前記第一流を前記蒸留領域に導入すること；
前記第一流の測定済みの流量および前記第一流の所望の流量の間の差に応じて、前記第一流の流量を制御すること；
前記サイドドロートレー上の測定済み液体レベルおよび前記サイドドロートレー上の所望の液体レベルの間の差に応じて、前記生成物流の流量を制御すること；
前記生成物流を前記分留装置の下流に送ること；および
前記分留装置からの底部流を前記水素添加分解反応器への供給物として再循環すること
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記サイドドロー流を分離する工程が、前記サイドドロー流を第二流に分離すること；および
前記第二流の測定済みの流量と前記第二流の所望の流量との間の差に応じて、前記第二流の流量を制御すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一流を前記底部領域に導入すること；および
前記第二流を前記上部領域に導入すること
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記分留装置のボトム収量をモニターすること；および
前記ボトム収量の変化に応じて前記水素添加分解反応器条件を調整すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サイドドロートレーがシールされ、液体のオーバーフローを許容しない、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
分留装置および水素添加分解ユニットの作用を制御するシステムであって、
水素添加分解流出物を生成する水素添加分解反応器；
分留供給物として前記水素添加分解流出物を受ける分留装置、ここで、分留装置は蒸留領域を定める；
サイドドロー流として所望の沸騰範囲を示す液体炭化水素量を与える前記蒸留領域内のサイドドロートレー、ここで、前記サイドドロートレーは前記蒸留領域内で前記液体炭化水素のオーバーフローを防ぐ；
前記サイドドロー流を第一流および生成物流に分離するための手段；
前記第一流の測定済みの流量を前記第一流の所望の流量と比較し、前記測定済みの流量と前記所望の流量との間の差に応じて前記第一流の流量を制御するための第一流制御システム；
前記分留装置の下流に前記生成物流を通過させる導管；
前記サイドドロートレー上の液体レベルをモニターし、前記サイドドロートレー上の液体レベルの変化に応じて前記生成物流の流量を調整するためのレベル制御システム；および
水素添加分解装置の反応温度を前記分留装置中に集められたボトムフラクションのレベルに基づいて調整する制御フィードバックループ
を含む前記システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は水素添加分解反応器および関連分留装置を含有する水素添加分解ユニットを制御するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  水素添加分解は、原油から回収した重油フラクションを水素ガスと合わせ、触媒を充填した一基以上の反応器中で高温および高圧に付すプロセスである。触媒は、重油フラクション中の長鎖炭化水素を切断、すなわち究極的に灯油、ナフサ、軽油成分を形成するより小さい炭化水素分子に「分解」するのを助ける。
【０００３】
[0003]  水素添加分解反応器からの流出液は、典型的には、蒸留カラムまたは分留装置に供給される。分留装置は供給流を液体炭化水素の異なるフラクションに分離し、液体炭化水素の各々は所望の沸騰範囲を示す。一般的にいえば、「より軽質の」炭化水素（例えば、より低い沸点を示す液体炭化水素）を蒸留装置の塔頂引き抜き流および側部引き抜き流として頂部および側部から塔頂流およびサイドドロー流として引き抜かれる。より重質のフラクション（例えば、より沸点の高い炭化水素）は蒸留装置の底部中に集められ、ボトムとして知られている。ボトムは水素添加分解反応器に再循環されるか、他の処理に付される。
【０００４】
[0004]  水素添加分解反応器および分留装置は、ヒーター、熱交換機、相分離器、ポンプ、コンプレッサー等のような他のプロセス装置と共に作動し、１の作用条件は他に依存してまたは他に関連付けされ得る。例えば、オペレーターまたは自動化制御システムは分留装置のボトムの収量をモニターし、該ボトム収量は分留装置の底部セクションに集められたボトムのレベルの変化により、または分留装置ボトム流出物の流れの変化により、反映され得る。一例では、水素添加分解ユニットのオペレーターが分留装置ボトム収量の予期しない増加に気がついたら、オペレーターはその増加の原因を決定しようとすべきである。分留装置ボトムの増加は、例えば、水素添加分解装置中の変換（分解）の減少の原因となり得、したがって、分留装置へのより重質の供給物を送ることになる。あるいは、その増加は分量装置中の分離問題の原因となり得る。もしその増加が水素添加分解変換の減少の原因となるとき、通常の調整は水素添加分解装置反応床温度を上昇させることである。その上昇が分留装置中の分離問題の原因となるとき、通常の調整はサイドドロー流量を増加させることである。
【０００５】
［0005］  分留装置作用の注意深い検査は、問題の表示を与え得るが、かかる検査は，しばしば、時間がかかる。さらに、分留装置作用に圧力是正をするような一定の解決は、連続製造プロセスを制御するために要求されるタイムリーな実施において調整困難にする。そのサイドドロー生成物の流れを増加させることによる分留装置を制御する方法の適用は，規格外生成物をもたらし得る分留装置カラムからの多すぎる液体を引っ張る危険にさらす。そして、分留装置を制御するために水素添加分解反応温度を上昇させることは、エネルギーコストを増加させ、ナフサのような望まない、より軽質のフラクションへの炭化水素の「再クラッキング」をもたらすことがある。
【０００６】
［0006］  しかし、これらの選択肢のうち、水素添加分解反応床温度を調整することによる分留装置作用の制御は、規格外生成物生成の危険性をより低くするために時に好適なアプローチであり得る。しかし、時間がかかりすぎたり、数回の温度調整後の、「再クラッキング」の非効率が、分解しすぎのために顕著な経済的損失がある点まで増加し得る。
【０００７】
［0007］  上記問題点を考慮すると、水素添加分解プロセスおよびシステムの水素添加分解反応器および分留装置を制御する改良されたシステムおよび方法に対する必要性がある。このようなシステムおよび方法は、オペレーターに、分留装置ボトム収量の予期できない増加を制御するより高いレベルの確実性を与え、分留装置および水素添加分解装置反応ループを制御するためのより効率的なプロセス制御方法論を与える。
【発明の概要】
【０００８】
［0008］  したがって、本発明は、分留装置および水素添加分解装置反応ループの作用を制御する方法に向けられている。該方法は、分留装置供給物として水素添加分解反応器から得られた水素添加分解流出物を受けるための分留装置を準備し、ここで、この分留装置は底部領域、上部領域、および底部領域と上部領域との間の中間領域を含む蒸留領域を定め、中間領域はサイドドロートレーを有する。分留装置供給物は分留装置の底部領域に導入される。所望の沸点範囲を有する炭化水素の液体レベルはサイドドロートレーに集められ、そこから炭化水素のサイドドロー流が引き抜かれる。サイドドロー流は，第一流および生成物流に分離され、第一流は蒸留領域に導入される。第一流の測定済み流れおよび第一流の所望の流れの間の差に応じて、第一流の流れは制御される。サイドドロートレーの測定済み液体レベルおよびサイドドロートレーの所望の液体レベル間の差に応じて、生成物流の流れは制御される。生成物流は、分留装置下流に通過する。
【０００９】
[0009]  本発明の別の態様は、分留装置および水素添加分解反応ループの作用を制御するためのシステムを包含する。このシステムは、水素添加分解流出物を生成する水素添加分解反応器；分留装置供給物としての該水素添加分解反応器流出物を受けるための分留装置、ここで、分留装置は蒸留領域を定める；サイドドロー流として所望の沸点範囲を有する一定容積の液体炭化水素を与える蒸留領域内のサイドドロートレー、ここで、サイドドロートレーは蒸留領域内の液体炭化水素のオーバーフローを防ぐ；サイドドロー流を第一流および生成物流に分離するための手段；測定済み第一流の流れを第一流の所望の流れと比較し、測定流れおよび所望流れ間の差に応じて第一流の流れを制御するための第一流れ制御システム；および分留装置の下流に生成物流を通過させる導管を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0010]  図1は、水素添加分解反応器、分留装置、およびコントロールシステムを含む本発明のプロセスシステムおよび関連プロセス流れの実施態様示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0011]  下記の詳細な記載は本発明を制限することを意図するものではなく、本発明の一般的原理を説明する目的のために行っている。本発明の種々の特徴および利点は、添付の図面に関連させて行う下記の詳細な記述を参照することにより一層容易に理解されよう。
【００１２】
[0012]  図1はプロセスシステム１を概略的に示し、それは水素添加分解反応器２および分留装置４を含む本発明の実施態様である。当業者は、ポンプ、ヒーター、熱交換機、相分離器、コンプレッサー、ガス回収ユニット、パイプ、制御器、計装等のような追加の構成成分が特定のいずれかの精製プロセスの一部となり得ることを了解する。これらの種々の構成成分はここの詳細な記述中で具体的に論じない。それは、本発明の実際は、明細書中で記載する水素添加分解反応器、分留装置ユニットおよび種々の制御システム要素を含むプロセスユニットのいずれかの特定の設計に限定されないからである。しかし、当業者は本発明の概念および実際に容易に適合させて、特定の水素添加分解反応器や分留装置プロセス配列の設計することができる。
【００１３】
[0013]  プロセスシステム１の作用では、ライン６を通過する重質炭化水素供給流およびライン８を通過する水素供給流を合わせ、供給物として水素添加分解反応領域９中に導入する。水素添加分解反応領域９は水素添加分解反応器２により画定される。
【００１４】
[0014]  本発明の重質炭化水素供給流として使用するのに適した炭化水素供給物には、総ての鉱油および合成油（例えば、シェール油、タールサンドプロダクト等）ならびにそのフラクション等がある。適切な炭化水素供給ストックの非制限例には、流動化触媒−クラッキングユニット、コーカー（ｃｏｋｅｒ）ユニット,またはビスブレーキングユニットのような変換ユニット由来の、２８８℃（５５０°Ｆ）を超えて沸騰する炭化水素成分、例えば、常圧軽油、減圧軽油、脱アスファルト残油、減圧残油、常圧残油、および軽油のような炭化水素成分等がある。
【００１５】
[0015]  概して、重質炭化水素供給流は、２８８℃（５５０°Ｆ）を超えて沸騰する、少なくとも２０ｖｏｌ％の重質炭化水素を含む。しかし、重質炭化水素供給流について、２８８℃（５５０°Ｆ）を超えて沸騰する、少なくとも５０ｖｏｌ％の重質炭化水素を含ませるのがより望ましく、重質炭化水素供給流について、２８８℃（５５０°Ｆ）を超えて沸騰する、少なくとも７５ｖｏｌ％の重質炭化水素を含ませるのが特に望ましい。これらの重質炭化水素は、水素添加分解反応器２中で、２８８℃（５５０°Ｆ）未満の沸騰温度を示すより低く沸騰する炭化水素に変換する。
【００１６】
[0016]  典型的には、水素添加分解反応領域９中で、より低く沸騰する炭化水素への重質炭化水素の１通過当たりの変換は、１５％〜７５％の範囲であるような１５％を超えるべきであるが、１通過当たりの変換は、好ましくは、２０％〜６０％の範囲であるような２０％を超えるべきである。
【００１７】
[0017]  水素添加分解反応領域９中に、重質炭化水素をより軽質の炭化水素への変換を促進する水素添加触媒を含有する。当業者に種々の水素添加触媒組成物は周知であり、水素添加分解反応領域９中にいずれかの適切な水素添加分解触媒を装填できる。例えば、米国特許第７，４１９，５８２号明細書に記載された水素添加分解触媒（当該特許を参照として本明細書に含める）は、適切に使用できる幾つかの触媒組成物等がある。適切に使用できるその他の水素添加分解触媒組成物は、米国特許第７，０４１，２１１号明細書および米国特許第６，４０２，９３５号明細書に記載されている（両特許文献とも参照として本明細書に含める）。
【００１８】
[0018]  水素添加分解反応器２は、例えば、温度、圧力、水素対炭化水素供給比、および時間ごとの空間速度のような条件で作用され、これらの条件は、処理しようとする特定の供給流、使用する特定の触媒組成物、および最終所望生成物に適した条件である。当業者は特定の水素添加分解装置ユニットに要求される作用条件をよく知っている。
【００１９】
[0019]  しかし、典型的には、重質炭化水素供給流を、２００℃（３９２°Ｆ）を超える温度で水素の共存下水素添加分解反応領域９内で水素添加分解触媒と接触させる。通常、温度は２５０℃（４８２°Ｆ）〜４８０℃（８９６°Ｆ）の範囲であるが、有利には３２０℃（３９２°Ｆ）〜４５０℃（８４２°Ｆ）の範囲であり、そして、好ましくは、３３０℃（６２６°Ｆ）〜４３５℃（８１５°Ｆ）の範囲である。
【００２０】
[0020]  水素添加分解反応領域９中の作用圧力は、一般に、１ＭＰａ（１４５ｐｓｉ）より大きく、通常、２ＭＰａ（２９０ｐｓｉ）〜２５ＭＰａ（３６２６ｐｓｉ）の範囲であり、好ましくは、３ＭＰａ（４３５ｐｓｉ）〜２０ＭＰａ（２９００ｐｓｉ）の範囲である。
【００２１】
[0021]  水素添加分解反応器２が作用される空間速度は、一般に、０．１〜２０ｈｒ−１であり、好ましくは、０．１〜６ｈｒ−１、より好ましくは、０．２〜３ｈｒ−１の範囲である。水素添加分解反応領域９中に導入される重質炭化水素供給流（リットル）に対する水素（リットル）の容積比は、一般に、８０〜５０００リットル／リットルの範囲であり、通常、１００〜２０００リットル／リットルの範囲である。
【００２２】
[0022]  本発明の明細書中の記述における助けのために、ジーゼル軽油生成物のための例示的反応条件は、本発明により達成される利点および改良のための状況を与えるのに使用し得る。本明細書中で論じるいずれかの反応条件（例えば、温度、圧力、流量等）は、本発明の範囲を制限すると解釈すべきでない。前述特許文献中に記載されている水素添加分解反応条件も、本発明プロセスの水素添加分解反応器２の作用中での可能性ある適切な条件の例示であり得る。
【００２３】
[0023]  ジーゼル軽油生成物作用モードでは、重質供給物は、使用する触媒組成物、供給組成物およびその他の因子に依存して、約２３２℃（４５０°Ｆ）〜約４６８℃（８７５°Ｆ）範囲の温度で作用できる。
【００２４】
[0024]  得られた水素添加分解生成物流または水素添加分解反応器流出物が、ライン１０を経由して水素添加分解反応領域９から得られ、該流出物は、重質水素添加分解供給流の沸点と比較してより低い沸点炭化水素の混合物を含有する。水素添加分解反応器流出物は、分留装置供給物としてライン１１を経由して分留装置４に導入されるべき分留装置供給流の基礎原料を形成する。
【００２５】
[0025]  幾つかの生成プロセスでは、水素添加分解装置流出物流は、追加の反応、分離、ポンプ処理、加熱または分留装置４に達成する前の処理工程の種々の組み合わせの種々の配列を受け得る。かかる工程は当業者に周知であり、ここで詳細に論じる必要はない。これらの中間工程は、一般に、プロセスユニット１４により表される。プロセスユニット１４も、ライン１１を経由する分留装置供給流中に水素添加分解反応器流出物流の転換を概略的に表す。
【００２６】
[0026]  流れ制御弁１６はライン１１の間に位置し、ライン１１を経由する分留装置供給流の分留装置４への流量を制御する。本明細書中で論じる弁は、別記しない限り、当業者により典型的に利用される弁である。また、本明細書中で記載する弁処理および流量制御メカニズムは、当業者に知られたプロセス制御装置またはシステムにより制御され、それらは自動または手動双方の装置もしくはシステムを含む。
【００２７】
[0027]  分留装置４は、多数または複数の蒸留トレー１７を備える。蒸留トレー中に、サイドドロートレー２２がある。本明細書中で使用する「サイドドロートレー」は、所望の沸点範囲を示す液体炭化水素レベルを集め維持する分留装置トレーを意味し、トレー上に集める液体の除去ができる様に設計されている。
【００２８】
[0028]  分留装置４は、その容積内に全体の蒸留領域２８を定める蒸留カラムとして機能する。分留装置４は、所望の沸騰範囲を示す各々の幾つかの炭化水素フラクションに分留装置供給物の分離を与える。例えば、通常ガス状炭化水素としてその部分を含み得る軽質の炭化水素を、ライン２９およびその後の回収を経由して蒸留領域２８から除去する。ナフサ沸騰範囲炭化水素、またはさらにケロセン沸騰範囲炭化水素を、ライン３０を経由して蒸留領域２８から除去する。
【００２９】
[0029]  ジーゼルまたは軽油沸点範囲の炭化水素を含む液体炭化水素フラクションは分留装置４から得られ、ライン３１より生成物として下流から採取される。
【００３０】
[0030]  ジーゼルの沸点範囲よりも高い範囲の温度の沸点を示す炭化水素を含有し、そして、より典型的には、供給原料の未変換炭化水素を含有するする重質炭化水素フラクションは、分留装置４の蒸留領域２８の底部領域３２に集められる。この重質炭化水素フラクションは、蒸留領域２８からライン３３を介して、底部生成物流としてまたは水素添加分解反応器２への再循環流としてまたは双方の組み合わせとして通過する。
【００３１】
[0031]  水素添加分解反応器２と同様に、いずれかの個々の分留装置の作用条件は、使用する供給物および装置により変動し得る。しかし、典型的なジーゼル軽油操作では、分留装置４は、所望される種々の生成物分（ｃｕｔｓ）を与えるのに要求されるような分留条件下で常圧蒸留ユニットとして操作される。分留装置４のオーバーヘッド圧力は、典型的には、２５ｋＰａ（３．６ｐｓｉａ）〜５００ｋＰａ（７３ｐｓｉａ）で作用し、オーバーヘッド温度は最高で約１２５℃（２５７°Ｆ）までの範囲であることができる。分留装置４からの底部流はライン３３および３４を経由して水素添加分解反応器２への供給物として再循環される。
【００３２】
［0032］  分留装置４は、熱交換器、ポンプ、チャージヒーター（ｃｈａｒｇｅ  ｈｅａｔｅｒ）等のような追加の装置とも関連できる。当業者は特定のシステムに必要とされるいずれかの追加の成分を与えることが可能である（例えば、水頭を与えるためのポンプを加える等）。
【００３３】
[0033]  図1は、水素添加分解反応器２および分留装置４が共に、水素添加分解反応ループを作り出すのにいかに作動するかを概略的に示す。下記の段落は本発明が分留装置および水素添加分解反応ループの作用的制御をいかにして改良するかを記載する。非常に大まかに見ると、本発明は、水素添加分解反応器２を含む水素添加分解反応ループにおいて分留装置４の作用を制御する方法を包含する。
【００３４】
[0034]  一態様では、本発明の方法は、水素添加分解流出物を供給流としてライン１１を経由して分留装置４に与える工程を含む。液体サイドドロー流は、サイドドロートレー２２から引き抜かれ、蒸留領域２８からライン３６を経由して通過する。サイドドロー流は所望の沸騰範囲を示す液体炭化水素を含有する。次いで、サイドドロー流は第一流および生成物流に分かれる。第一流はライン３８を経由して蒸留領域２８に戻る。第一流の流量は流れ計または測定手段４０により決定または測定される。
【００３５】
[0035]  測定手段４０は流れ制御装置４４にライン３８を通過する第一流の流れの実際の量または測定量の表示である入力信号を与える。流れ制御装置４４は、ライン３８を通過する第一流の流れの所望の量の表示である設定点（図示せず）に対する入力信号を比較し、ライン３８中に位置する流れ制御弁４８に制御信号４６を与える。制御信号４６は、流れの測定量とライン３８の第一流の流れの所望量との間の差に比例する。流れの所望量における第一流の流れ量を維持するように、制御信号４６に応答して流れ制御弁４８を動かし、作用する。
【００３６】
[0036]  本発明の実施態様では、第一流の流量は所望の流量に制御され、一方、ライン３１を通過する生成物流の流量は、サイドドロートレー２２上の液体レベル３９を制御するように変動できる。この配列では、第一流の流量を上述したようにして所望の固定流量に制御し、ライン３１の生成物流の流量を、サイドドロートレー２２上の液体レベル３９を制御して所望の固定レベルに設定するようにする。
【００３７】
[0037]  測定手段５０は、サイドドロートレー２２上の実際のまたは測定済み液体レベル３９の表示である入力信号５４をレベル制御装置５２に与える。レベル制御装置５２は、サイドドロートレー２２上の所望の液体レベルの表示である設定点（図示せず）に対して入力信号５４を比較し、ライン３１中に位置する流れ制御弁５８に制御信号５６を与える。制御信号５６は、サイドドロートレー２２上の測定済み液体レベル３９とサイドドロートレー２２上の所望の液体レベルとの間の差に比例する。所望の液体レベル３９においてサイドドロートレー２２上の液体レベル３９を維持するように制御信号５６に応答して、流れ制御弁５８を動かし、作用する。
【００３８】
[0038]  別の態様では、本発明は、多工程プロセスを使用して分留装置４および水素添加分解反応器２の作用を制御する方法であって、該多工程プロセスは、ライン１０および１１を経由して分留装置供給物として水素添加分解流出物を受けるための分留装置４を与える。ここで、分留装置４は、底部領域６２、上部領域６４，底部領域６２および上部領域６４の間の中間領域６６を含む全蒸留領域２８を定める。サイドドロートレー２２が中間領域６６内に含まれる。
【００３９】
[0039]  本発明の態様では、分留装置供給物は分留装置４の底部領域６２に導入される。分留装置４の作用では、所望の沸騰範囲を示す炭化水素の液体レベル３９は、サイドドロートレー２２上で集められるか蓄積される。液体レベル３９は、サイドドロートレー２２から液体サイドドロー流を引き抜くことにより、制御または維持され、当該液体サイドドロー流はライン３６を経由して典型的には再循環ポンプ６８を通過する。
【００４０】
[0040]  サイドドロー流は、ライン３８を通過する第一流およびライン３１を通過する生成物流に分割される。第一流は制御されて蒸留領域２８中に再導入され、それにより、第一流の流量は、第一流の測定済み流れおよび第一流の所望流れ間の差に応じて生成物流の流れを制御する、測定手段４０、流れ制御装置４４、および流れ制御弁４８を含む制御システムの使用により制御される。
【００４１】
[0041]  生成物流の流量を、レベル測定手段５０、レベル制御装置５２を含むレベルコントロールシステムの使用により制御するが、該コントロールシステムはサイドドロートレー２２上の測定済み液体レベル３９およびサイドドロートレー２２上の所望の液体レベル間の差に応答する生成物流の流れを制御し、こうして、生成物の流れは分留装置４の作用の間変動する。生成物流は分留装置４の下流を、ライン３１を経由して通過し、販売またはさらに別のプロセスに供される。
【００４２】
[0042]  分留装置４の作用では、水素添加分解反応器流出物は水素添加分解反応器２からライン１０およびライン１１を経由して通過し、プロセスユニット１４を介して供給流として分留装置４に与えられる。典型的には、分留装置供給物は、蒸留領域２８の底部に向けて分留装置４内の底部領域６２内に導入される。
【００４３】
[0043]  蒸留領域２８は、分留装置に共通して見出されるような複数のトレー１７を含有する。上述したように、分留装置４は、蒸留領域２８内で、より軽いフラクションの分離のための上部蒸留領域６４、より重いフラクションの分離のための底部蒸留領域６２、および中間のフラクションの分離のための、上部蒸留領域６４および底部蒸留領域６２の間の中間蒸留領域６６を定める。各領域は少なくとも一枚の分留装置トレーを含有する。
【００４４】
[0044]  分留装置４は、ジーゼル軽油が中間蒸留領域６６のサイドドロートレー２２上に蓄積するように作用される。さらに、重質液体フラクションは分留装置４の底部に蓄積し、液体ボトムレベル７０を形成する。分留装置４の底部セクション３２中に集められる液体ボトムレベル７０は、典型的にはレベルセンサーまたはレベル測定手段７２の使用により業界で知られているようにしてモニターされる。ボトム生成物は、分留装置４の底部からライン３３を経由して通過し、ライン３４若しくは一部を経由して供給物として水素添加分解反応器２に再循環されるか、ボトム生成物すべてがライン７２を経由して下流に通過できる。
【００４５】
[0045]  伝統的な水素添加分解装置および分留装置制御システムは、測定値に応じて、多プロセス変動（例えば、分留装置ボトムのレベル）をモニターし、その他（例えば、温度や流量）を変更することに基づく。これらのシステムは、しばしば、固定−流れサイドロー生成物流に基づく。かかるシステムでは、サイドドロートレーは、殆ど分留装置トレーとして機能し、所望の沸点範囲を示す液体炭化水素容量を集める。その容量の一部は流れ制御装置により制御された固定流量における生成物量として引き抜かれ、残りはカラム内の内部還流として収集トレーをオーバーフローする。分留装置から除去された生成物の量は大体一定なので、その他の流（例えば、内部流）またはプロセスパラメータは流れしかも仕様（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）内の生成物流を維持するように調整される。
【００４６】
[0046]  請求の範囲に記載の本発明の制御システムおよび方法は、典型的な分留装置設計および制御力学を変更することによる水素添加分解装置および分留装置を制御する伝統的な方法を変更する。本発明の方法およびシステムでは、サイドドロートレー２２で集められた液体炭化水素の総容量を、サイドドロー流としてライン３６を介して分留装置から引き抜き、ライン３１の生成物流およびライン３８の第一流に分ける。換言すれば、ドロートレーは典型的な分留装置におけるようにオーバーフローしない。さらに、第一流の第一流量は固定され、それにより、液体レベル３９を制御するのに使用されることにより変動する生成物流を生じさせる。次の段落はこの制御スキームに関してより詳細に説明する。
【００４７】
[0047]  システムの分留装置４は、所望の沸騰範囲を示す液体炭化水素の容量を集める蒸留領域２８内の少なくとも一つのサイドドロートレー２２を含む。この液体炭化水素容量は、ライン３６を経由してサイドドロー流を与え、サイドドロー流は、ライン３１の生成物流および３８の第一流を与えるために分割される。サイドドロートレー２２は、集められた液体炭化水素のオーバーフローを防ぐように設計されている以外は伝統的な分留装置トレーとして作用する。したがって、サイドドロートレー２２は、分留装置４の内部壁に対してシールされ、その結果、サイドドロートレー２２下の分留装置トレー１７に液体のオーバーフローが許されない。複数のチムニー７４は、中間領域６６および上部領域６４に対してサイドドロートレー２２を介して底部領域６２から一方向蒸気流を提供する。サイドドロートレー２２に集められた液体炭化水素容量は、液体レベル３９として説明される。
【００４８】
[0048]  システムは、サイドドロートレー２２に蓄積した液体炭化水素がライン３６から引き抜かれ、循環ポンプ６８に移動するように設計される。レベル制御装置５２と共に流れ制御弁５８はサイドドロートレー２２に集められた液体炭化水素の放出を制御する。ライン３１内にある流れ制御弁５８は、生成物流の流れを制御して液体レベル３９のレベルを維持する。この制御はシステムのバランスをとり、ポンプ６８およびサイドドロートレー２２および生成物出口間にあるその他の装置を保護する。レベル測定手段５０はレベル制御装置５２と共に制御バルブ５８と連絡し、サイドドロートレー２２上の液体レベル３９の変化に応答してなされる生成物流の流量の調整を与える。
【００４９】
[0049]  サイドドロー流はライン３６を介して循環ポンプ６８を通過し、分割手段７６にいたる。上記したように、中間工程または冷却装置のような中間装置を当業者により加えることができる。分割手段７６は、ライン３６のサイドドロー流を、底部領域６２中に導入すべきライン３８を通過する第一流と、ライン３１を介して下流に流れる生成物流とに分割する。
【００５０】
[0050]  分留装置４の効率的な作用に必要な第一流の流量は、オペレーター（またはアルゴリズム）により決定されかつ固定される。本発明の実施態様では、ライン３６のサイドドロー流を、分留装置４中であるがしかし蒸留領域２８に沿った異なる点において戻されかつ導入されるが追加流又は第二流にさらに分割するのが望ましい。したがって、この実施態様では、ライン３６のサイドドロー流は、分割手段７６またはその他の分離分割手段（示さず）であることのできる分割手段により第二流にさらに分割される。分割手段７６、またはその他の分離分割手段は、ライン３８の第一流に加えて、ライン３６を経由して通過するサイドドロー流をライン７８を経由して通過する第二流に分割を与える。双方の流は分留装置４に戻される。
【００５１】
[0051]  分留装置４の所望の作用条件および生成物流の所望の特性に基づいて、オペレーター（アルゴリズム）により設定されるようなライン７８の第二流の流量は。第二流の流量の制御において、流れ測定手段８０は、流れ制御装置８２に、入力信号８４を与え、当該信号はライン７８より通過する第二流の流れの実際量または測定量の表示である。流れ制御装置８２はライン７８より通過する第二流の流れの所望量の表示である設定点（示さず）対して入力信号８４を比較し、制御信号８６をライン７８の中にある流れ制御弁８８に与える。制御信号８６は、流れの測定量およびライン７８の第二流の所望の流れ量の間の差に比例する。流れ制御弁８８は、制御信号８６に応答して、第二流の所望の流れ量において第二流の流れ量を維持するように作動または作用される。流れ測定手段８０、流れ制御装置８２および流れ制御弁８８を含む制御システムは、第二流システムの測定済み流れおよび所望の流れ間の差に応答して第二流の流れを制御する。
【００５２】
[0052]  第一流および第二流の流れ量は「固定」されているように記載されているが、実際は、これらの流の流れ量は、個々の流の所望の流れ量である、「設定点」のいずれかの側で変動する。各流れ量は、流の流れ量を測定すること、実際のまたは測定済み流れ流を流の所望の流れと比較すること、および、設定点付近の許容範囲内の流れ量を維持するために制御弁の使用により必要な調整をすることを基準にしてプロセス制御スキームにより設定点に維持される。
【００５３】
[0053]  本発明方法の代替実施態様では、ライン３８第一流の流れを制御する工程に加えて、該方法は、ライン７８の第二流の測定済み流れおよびライン７８の第二流の所望の流れ間の差に応じてライン７８の第二流の流れを制御する工程をさらに含む。各流の流れを計り且つ制御するのに使用するプロセス制御装置は当業者に知られており（例えば、流れメーター、制御装置および制御弁）、流れ量のモニター、調整および制御に使用できる。
【００５４】
[0054]  第一流および第二流は分留装置４に慣用の方法、好ましくは、サイドドロートレー２２の上もしくは下の点で導入される。代替方法では、ライン３８の第一流は分留装置４の底部領域６２中に導入され、ライン７８の第二流は上部領域６６中に導入される。
【００５５】
[0055]  第一流および第二流の流れ量は流れ制御システムにより固定され且つ制御されるが、サイドドロートレー２２から引き抜かれる液体炭化水素の総量は、究極的に液体レベル３９を制御して設定される。
【００５６】
[0056]  サイドドロートレー２２はオーバーフローしないように設計されるので、底部領域６２へのトレー降下管を通過するその一部を有する代わりにサイドドロートレー２２に集められた炭化水素の全量を引き抜くようにプロセスを与える。第一および第二流の流量は固定されているので、カラム内の液体流れの変動は、上述したようにライン３１の生成物流の流れの変動により反映される。
【００５７】
[0057]  しかし、サイドドロートレー２２上の液体レベル３９が低くなりすぎる場合に問題が起こりうる。このような例では、循環ポンプ６８を満たすサイドドロー流の液体の不充分な量であり得、それはポンプにダメージもたらす可能性がある。この問題は、レベル制御上のライン３１の生成物流の流れ量を設定することにより防止され、レベル３９を制御するようにサイドドロートレー２２から液体の引き抜き量を制御する。
【００５８】
[0058]  この作業の仕方の例として、測定済み液体レベル３９が所望の液体レベルを下回る場合、液体レベル３９が所望レベルに上昇することのできるように、生成物流の流れを減少させる。これにより、ポンプ６８に対するダメージを防ぎ、所望の内部カラム還流流れ量を維持するのを助ける。
【００５９】
[0059]  プロセス制御観点から、この制御システムは、伝統的な水素添加分解装置ユニット分留装置のオペレーターにより直面される困難性に向けられる；というのは、「何故、ボトムレベルが上昇するのか」または「何故、ボトム収量を増加するのか」というような質問に向けられることから分留装置関連変動を前記システムは取り除くからである。分留装置ボトムの品質（例えば、最初の沸点）およびサイドドロー流（例えば、沸騰最終点）が温度により固定される。システムにより発生した生成物の全量がサイドドロー流として引き抜かれる。これにより、サイドドロートレーからの生成物の不充分な引き抜き量があるかどうかの質問を取り除かれる。内部還流流れ量を設定し、生成物流の流れ量をドロートレー上の液体量および内部還流流れ量に応答して変動を可能にする。したがって、分留装置ボトム収量の増加が観察された場合、オペレーター（またはアルゴリズム）は、増加の原因が、分留装置の不充分な分離ではなくて、水素添加分解装置における不充分な変換であることを知る。
【００６０】
[0060]  代替的に記載したように、本発明の方法およびシステムの一特定利点は、カラムの内部液体流の変動が、オーバーフローを持つサイドドロートレーを利用するシステムの典型であるカラム内部還流の代わりに生成物において表現されることである。本発明の方法およびシステムの初期実験的プロトタイプは、本発明の実施が、未変化油リサイクルフラクション水素添加分解装置中に見出される軽油のパーセントを１０％〜２５％程度まで減少できることを示す。
【００６１】
[0061]  本発明の方法は、分留装置４内の液体底部レベル７０およびライン３３を通るボトム生成物の流れ量をモニターすることによる分留装置ボトムの収量をモニターし、次いで、ボトム生成物の測定済み収量の変化に基づいて水素添加分解反応器２の温度または他の作用条件を調整する工程を含む。温度の調整は、当業界で公知の制御システムを使用して、手動的に（しばしばのケースで）、自動的にまたは双方の組み合わせで行うことができる。
【００６２】
[0062]  一般に、分留装置４からのボトム収量が、液体ボトムレベル７０を増加するまたはライン３３を通る増加したボトム生成物流れ（すなわち、ライン３４および７２を流れる流れの総計）のいずれかで反映されるように増加するとき、水素添加分解反応器２の作用条件は、ライン６を通過する重質炭化水素供給流の変換を増加するように、ボトム収量の変化に応答して調節される。或いは、分留装置４からのボトム収量の減少に応答して、水素添加分解反応器２の作用条件は、重質炭化水素供給流の変換を減少させるように調整される。
【符号の説明】
【００６３】
１  プロセスシステム
２  水素添加分解反応器
４  分留装置
９  水素添加分解反応領域
１７  蒸留トレー
２２  サイドドロートレー
２８  蒸留領域
３９  液体レベル
【図１】
0006434975.tif 000002