(57)【要約】  深冷空気分離装置（ＡＳＵ）（１２）が、潤滑油デヘーズプロセスに統合され、それにより「ＡＳＵ」からの廃窒素（１６）が、潤滑油基材を冷却するのに用いられて、基材中のヘーズ形成成分の凝集（１７）および分離（２１）が促進される。好都合には、ＡＳＵは、ガスツーキッド設備の一部であってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ストリームを、ＡＳＵにおいて深冷分離して、酸素ストリームおよび二つの窒素ストリームを提供する工程であって、前記窒素ストリームの一方は窒素富化ストリーム（ユーティリティ窒素）であり、他方は窒素低減ストリーム（廃窒素）である工程；
前記廃窒素ストリームの少なくとも一部を用いて、潤滑油基材を冷却する工程であって、前記冷却は、前記基材中のヘーズ形成成分の凝集および分離を促進する温度まで、かつ前記凝集および分離を促進するのに十分な時間をかけて行なわれる工程；および
ヘーズ形成成分を油から分離して、デヘーズ油を得る工程
を含むことを特徴とする統合された空気分離および潤滑油基材デヘーズプロセス。
【請求項２】
前記基材は、Ｆ−Ｔワックスから誘導される重質油であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記基材は、５℃〜１２５℃の範囲の温度であることを特徴とする請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記基材は、０．００１℃／分〜１０℃／分の速度で冷却されることを特徴とする請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記ＡＳＵは、再生を定期的に必要とする空気予備精製吸収装置を含み、
前記プロセスは、前記基材を冷却するのに用いられた窒素の一部を、再生中の前記予備精製吸収装置へ移送して、再生のための加熱装置の要求を低減する工程を含む
ことを特徴とする請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記ヘーズ形成成分は、ろ過によって、フィルター媒体上に分離されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記ＡＳＵからの前記廃窒素の一部を用いて前記フィルター媒体をパージすることによって、前記フィルターを定期的に再生する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
ガス状炭素含有原料をシンガス生成装置でシンガスへ転化する際に用いるために、前記ＡＳＵからの前記酸素ストリームを、前記シンガス生成装置へ移送する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記廃窒素の一部を用いて前記ＡＳＵ内で冷却を行う工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
デヘーズ潤滑基油を形成するための統合反応系であって、
（ａ）空気を、酸素ストリームおよび二つの窒素ストリームに深冷分離するＡＳＵであって、前記窒素ストリームの一方は窒素富化ストリーム（ユーティリティ窒素）であり、他方は窒素低減ストリーム（廃窒素）であるＡＳＵ；
（ｂ）前記ＡＳＵと流体連通するシンガス生成装置であって、ガス状炭化水素が、酸素ストリームの少なくとも一部に、前記炭化水素をシンガスへ転化するのに十分な条件下に接触するシンガス生成装置；
（ｃ）前記シンガス装置と流体連通する炭化水素転化装置であって、シンガスが、前記シンガスの少なくとも一部をワックス質パラフィン質炭化水素へ転化するのに十分な条件下に触媒組成物と接触する炭化水素転化装置；
（ｄ）ワックス質パラフィン質炭化水素を、高沸点潤滑油基材へ転化するための品質向上装置；
（ｅ）前記ＡＳＵと流体連通するヘーズインキュベーション装置であって、前記廃窒素ストリームの少なくとも一部が、重質潤滑油基材と熱交換関係で通過して、油が冷却され、基材中のヘーズ形成成分の凝集および分離が促進されるヘーズインキュベーション装置；および
（ｆ）前記ヘーズインキュベーション装置と連通するヘーズ除去装置であって、デヘーズ基油が、ヘーズ形成成分から分離されるヘーズ除去装置
を含むことを特徴とする統合反応系。
【請求項１１】
前記ヘーズ分離装置は、前記ヘーズ形成成分をその上に集めるためのフィルター媒体を含み、
前記統合反応系は、前記ＡＳＵからの前記廃窒素の一部を定期的に配送するための導管を更に含んで、前記フィルター媒体がパージされる
ことを特徴とする請求項１０に記載の統合反応系。
【請求項１２】
前記ＡＳＵは、再生のための加熱を定期的に必要とする空気予備精製吸収装置系を含み、
前記前記系は、基材を前記ヘーズインキュベーション装置内で冷却する際に用いられた前記廃窒素を、前記予備精製吸収装置を再生するための加熱装置へ移送するための導管を更に含み、それによって前記加熱装置の要求が低減される
ことを特徴とする請求項１０に記載の統合反応系。
【請求項１３】
前記廃窒素の一部を、前記ＡＳＵへ再循環して、そこで冷却を行うための流体連通手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の統合反応系。
【請求項１４】
潤滑油基材を冷却して、前記基材中のヘーズ形成成分の凝集および分離を促進するための、ＡＳＵからの廃窒素の使用。
【請求項１５】
前記潤滑油基材は、Ｆ−Ｔワックスから誘導されることを特徴とする請求項１４に記載の使用。
【請求項１６】
前記廃窒素の一部は、前記ＡＳＵへ再循環されて、そこで冷却が行われることを特徴とする請求項１５に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油デヘーズプロセスへの空気分離装置（ＡＳＵ）の統合に関する。より詳しくは、本発明は、脱ロウ炭化水素基油をデヘーズするプロセスにおける、ガスツーキッド（ＧＴＬ）転化設備の空気分離装置からの廃窒素の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑油基油をメタンなどのガス状炭素含有原料材から製造するのに利用可能な種々の技術がある。典型的には、これらのガスツーリキッド（ＧＴＬ）プロセスには、シンガス生成、炭化水素合成、および生成物の品質向上が含まれる。知られるように、シンガスは、主に一酸化炭素および水素を含むガス混合物である。一般に、シンガスの製造は、水素および一酸化炭素（および恐らくは二酸化炭素）への、天然ガス、酸素、および水源の部分酸化および改質の両反応が含まれる。シンガスプロセスにはまた、接触部分酸化および自熱改質、またはそれらの組合せが含まれる。
【０００３】
炭化水素の合成は、本発明に関しては、フィッシャー−トロプシュ反応による、ワックス質パラフィン質炭化水素へのシンガスの接触転化である。
【０００４】
本発明に関する生成物の品質向上は、水素化脱ロウ、水素異性化、および水素仕上げなどの一種以上の処理によって、ワックス質原料から潤滑油基油を作製するプロセスをいう。
【０００５】
知られるように、当該技術分野においては、いくつかの潤滑油ストリームは、ヘーズを、周囲温度またはより低い温度で、特に低温で長時間保持される場合に、基油内に形成する成分を含む。ヘーズを形成しない基油は、より高い品質を有するものとしてみなされ、従って種々のデヘーズプロセスが、より高い品質の潤滑油基油を製造するのに用いられる。典型的には、デヘーズプロセスには、油中のヘーズ形成成分の接触水素添加、若しくは周囲温度または低温でのガンマアルミナなどの吸着剤による油処理が含まれる。
【０００６】
自熱または部分酸化法においては、酸素は、炭化水素（天然ガス）と化学結合されて、炭化水素合成プロセスのためのシンガスが形成される。用いられる酸素は、空気分離装置（ＡＳＵ）で、空気から分離される。当該技術分野で知られるように、ＡＳＵは、典型的には、冷却塔を含み、分離のためにＡＳＵへ供給される圧縮空気が冷却される。ＡＳＵにはまた、モレキュラーシーブまたは活性アルミナなどの吸着剤を含む予備精製槽が含まれ、水およびＣＯ２が除去され、それによって乾燥空気ストリームが提供される。最終的に、ＡＳＵは、１つまたは複数の深冷空気分離装置を装備されて、乾燥空気ストリームが蒸留されて、酸素が、空気中の窒素およびアルゴンから分離される。空気分離装置はまた、窒素富化ストリーム、窒素減損ストリーム、および任意にアルゴンストリームを提供するように運転されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＡＳＵを、エネルギー効率の良い方法で、潤滑油デヘーズと統合することである。本発明の別の目的は、ＧＴＬ設備のＡＳＵを、生成物油のヘーズ除去と統合することである。本発明の他の目的は、次の説明から明確になるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、潤滑油デヘーズプロセスへの深冷ＡＳＵの統合を示す。ＡＳＵにより、空気は、酸素ストリームおよび二つの異なる窒素ストリーム（一方は、窒素富化ストリーム（ユーティリティ窒素）であり、他方は窒素低減ストリーム（廃窒素）である）に深冷分離される。本発明により、ＡＳＵからの廃窒素ストリームは、デヘーズされるべき基油を冷却するのに用いられて、油中のヘーズ形成成分の分離および凝集が促進される。
【０００９】
好ましい実施形態においては、ＡＳＵは、ＧＴＬ設備の一部である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２】本発明の実施形態の概略図である。
【図３】本発明の実施形態の概略図である。
【図４】本発明の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ＡＳＵおよび油デヘーズプロセスの間のいくつかの統合改良について、種々の組合せを例示する。その際、デヘーズされるべき油は、周囲温度未満へ冷却され、その後ヘーズ形成成分が、油から分離される。本発明の好ましい実施形態に従って、空気は、ＡＳＵにおいて、酸素および二つの異なる窒素ストリーム（一方は、窒素富化ストリーム（ユーティリティ窒素）であり、他方は窒素低減ストリーム（廃窒素）である）に深冷分離される。ユーティリティ窒素は、実質的に、リッチ窒素ストリームである。即ち、それは、窒素約９９モル％超を含むであろう。廃窒素ストリームは、好ましくは、窒素約９９モル％未満を含むであろうし、典型的には、アルゴン約５モル％以下、および酸素約６モル％以下を含むであろう。廃窒素ストリームの少なくとも一部は、デヘーズされるべき潤滑油基油を冷却するのに用いられて、それにより油中のヘーズ形成成分の凝集および分離が促進される。廃窒素ストリームの残りは、ＡＳＵ内で、冷却塔で冷却するのに、並びに予備精製槽中の吸着剤を再生するのに用いられてもよい。ユーティリティ窒素は、ＧＴＬ設備内で用いられて、触媒充填における窒素ブランケットが提供されること、機器がパージされること、コールドボックスがパージされること、および類似の用途に用いることができる。
【００１２】
図１は、本発明のこの第一の実施形態を示す。実施形態においては、圧縮空気ストリーム１０は、ＡＳＵ１２へ供給され、そこでそれは、冷却塔で冷却され、予備精製槽で処理されて、水およびＣＯ２が除去され、次いで二つの窒素ストリーム（一方は、ユーティリティ窒素ストリーム１１であり、他方は廃窒素ストリーム１４である）および酸素リッチストリーム１５に深冷分離される。任意に、ＡＳＵは、アルゴンリッチストリーム２６をまた分離するように運転されてもよい。廃窒素ストリーム１４の一部は、ライン１６を経て、ヘーズインキュベーション装置１７へ方向付けられて、基油が、装置１７で冷却され、油中のヘーズ形成成分の凝集および分離が促進される。
【００１３】
ヘーズインキュベーション装置１７は、冷却コイルを含む槽を含んでもよく、そこを通ってＡＳＵからの廃窒素が流れる。シェルおよび管型熱交換器、または二重管型熱交換器などの他の有用なヘーズインキュベーション装置が用いられて、デヘーズされるべき基油が、ＡＳＵ廃窒素によって冷却されて、それによりヘーズ成分の核形成が促進されてもよい。
【００１４】
ヘーズ形成成分の凝集の後、それらは、基油から、任意の適切な手段（ろ過、吸着、デカンテーションなど）によって分離される。図１に示される実施形態においては、インキュベーションされた油は、ライン２０を経てヘーズ分離装置２１へ移送され、デヘーズされた油が、ライン２２を経て除去される。
【００１５】
ヘーズインキュベーション装置１７からの廃窒素ストリームは、ライン１８を経て、大気へ排気されてもよい。
【００１６】
デヘーズで用いられないＡＳＵからの廃窒素１９は、ＡＳＵ内で冷却に用いられるか、ライン１９を経て大気へ排気されるか、発電などに用いられるか、またはそれらのいくつかの組合せであってもよい。
【００１７】
圧縮空気ストリーム１０の圧力は、ＡＳＵのサイズおよびタイプ、並びに分離された酸素が利用されるべき用途によって幅広く異なってもよい。本発明の一実施形態においては、圧縮空気ストリームの圧力は、約５０ｐｓｉａ（約３５０ｋＰａ）〜約１５００ｐｓｉａ（約１０５００ｋＰａ）、好ましくは約９５ｐｓｉａ（約６５０ｋＰａ）〜約１２００ｐｓｉａ（約８４００ｋＰａ）であろう。これらの条件下では、窒素富化ガスストリーム１４は、約３５°Ｆ（約０℃）〜約１２０°Ｆ（約５０℃）の範囲の温度、および約１５ｐｓｉａ（約１０５ｋＰａ）〜約２０ｐｓｉａ（約１４０ｋＰａ）の範囲の圧力で生成されるであろう。
【００１８】
本発明のプロセスによってデヘーズされるべき基油は、一般に、脱ロウ潤滑油基材であろう。これは、水素異性化、水素仕上げなどを含む一連の工程のいかなる一種以上にもよって品質向上されている。好ましくは、潤滑油基材は、フィッシャー−トロプシュ（Ｆ−Ｔ）ワックス質炭化水素から誘導されるものであろうし、および／または主にＣ５＋パラフィン（例えば、Ｃ５〜Ｃ２００）、好ましくはＣ１０＋パラフィンを含む多量の線状パラフィン質化合物を含むであろう。本プロセスは、ヘーズ形成成分を、約８６０°Ｆ（４６０℃）超、好ましくは約９８０°Ｆ（５２７℃）超、より好ましくは約１０８０°Ｆ（５８２℃）超で沸騰するものなどの重質（即ち、高沸点）基材から除去するのに、特に好都合である。
【００１９】
デヘーズされるべき基材は、標準的には、水素仕上げ装置からヘーズインキュベーター装置１７へ直接移送されるであろう。これは、約４０°Ｆ（５℃）〜約２５０°Ｆ（１２５℃）の範囲の温度であろう。原則として、当然ながら、基材は、いかなる供給源（貯蔵タンクなど）からも移送されてもよい。これは、周囲温度以上であってもよい。冷却の速度は、重要ではなく、実用的な配慮（所望の処理速度、油の出発温度など）によって大きく左右される。一般に、冷却速度は、約０．００１℃／分〜約１０℃／分の範囲であろうし、ヘーズ形成成分の凝集および分離を促進するのに十分な時間をかけて行われるであろう。ヘーズインキュベーションが終了される時点は、油中のヘーズ形成成分の性質を含む数多くの要因によって異なるであろう。濁度分析および類似の従来技術が、インキュベーション時間を終了する時を決定するための適切な規準として用いられてもよいと言えば十分である。
【００２０】
基材のヘーズインキュベーションの後、デヘーズされた油は、例えば、適切な媒体を通るろ過によって、ワックス質ヘーズ形成成分から分離される。ワックス質ヘーズ形成成分は、回収され、水素異性化工程へ再循環されるか、または他の用途へ利用されてもよい。
【００２１】
デヘーズされた基油は、非ワックス質である細粒を除去することができる吸着剤を用いた典型的な保護装置における処理などの任意の仕上げ処理に付されてもよい。
【００２２】
本発明の他の実施形態においては、ヘーズ形成成分を基油からろ過した後、フィルターは、ＡＳＵからの廃窒素ストリームの一部を用いてフィルターをパージすることによって、少なくとも部分的に再生される。従って、図２に示されるように、廃窒素ストリーム１４の一部は、ライン２３を経てヘーズ除去装置２１へ送られて、フィルターがそこでパージされ、それによりそれが再生される。任意には、溶剤処理および窒素パージの組合せが用いられて、ヘーズ除去フィルターが再生されてもよい。
【００２３】
本発明の他の実施形態においては、ＡＳＵ１２とヘーズインキュベーション装置１７との統合が、更に強化される。図３に示されるように、ヘーズインキュベーション装置１７からの廃窒素の少なくとも一部は、ＡＳＵ１２内の予備精製槽（図示せず）の再生のための補助熱を提供するのに必要とされる場合には、ライン２４を経て送られる。
【００２４】
本発明の特に好ましい実施形態においては、ＡＳＵとデヘーズプロセスとの統合は、更に、ＧＴＬ設備と統合される。従って、図４に示されるように、ＡＳＵ１２からの酸素リッチガスストリーム１５は、シンガス生成装置３０へ移送され、そこで約０．５：１〜約４：１、しかし好ましくは約０．７：１〜約２．５：１の範囲のＨ２：ＣＯを有するシンガスへ転化される。製造されたシンガスは、ライン３１を経て炭化水素転化装置３２へ送られ、そこでそれは、炭化水素に接触転化される。より多くのより高分子量の炭化水素の形成をもたらす反応条件下でプロセスを行うことが好ましい。コバルト担持触媒を用いるスラリー炭化水素合成プロセスにおける典型的な条件には、約３２０〜８５０°Ｆ（１６０〜４５０℃）の範囲の温度、８０〜６００ｐｓｉ（５５０〜４１００）の範囲の圧力、および１００〜４０，０００Ｖ／時／Ｖの範囲のガス空間速度（ガス状のＣＯおよびＨ２混合物の標準体積（０℃、１気圧）／時／触媒の体積で表される）が含まれる。
【００２５】
水素転化装置３２からの生成物は、典型的には、より低沸点の物質３３およびより高沸点のワックス質留分３４を含む。
【００２６】
ワックス質留分３４は、品質向上装置３５へ移送される。ここで、ワックス質原料は、組合せ触媒または単一触媒により、約５０°Ｆ（１０℃）〜約１５００°Ｆ（８１６℃）の範囲の温度、５００〜２０，０００ｋＰａの範囲の圧力で水素化脱ロウされてもよい。プロセスは、約６００〜６０００ｋＰａの範囲の水素分圧で運転されてもよい。
【００２７】
品質向上された生成物の重質留分、即ち約９８０°Ｆ（５２７℃）超で沸騰する留分は、典型的には、デヘーズを必要とするであろう。いずれにしても、デヘーズを必要とする基材３６は、本発明に従って、ヘーズインキュベーション装置１７へ移送され、更に処理される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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