(57)【要約】  本開示の一実施形態によれば、原油および水素を水素化処理反応器に送ることと、水素化処理された油を低沸点留分と高沸点留分とに分離することと、低沸点留分をスチームクラッカーの熱分解セクションに送り、オレフィン、芳香族、またはそれらの両方を含む熱分解流出物を生成することと、高沸点留分をガス化装置に送ることであって、ガス化装置が水素を生成する、送ることと、ガス化装置によって生成された水素の少なくとも一部を水素化処理反応器に送ることと、を含む方法によって、原油から石油化学製品を生成することができる。
2020517797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油から石油化学製品を生成する方法であって、
前記原油および水素を水素化処理反応器に送ることであって、前記水素化処理反応器が、水素化処理された油を生成する１つ以上の水素化処理触媒を含む、送ることと、
前記水素化処理された油を、低沸点留分と高沸点留分とに分離することと、
前記低沸点留分を、スチームクラッカーの熱分解セクションに送って、オレフィン、芳香族、またはそれらの両方を含む熱分解流出物を生成することと、
前記高沸点留分をガス化装置に送ることであって、前記ガス化装置が、水素を生成する、送ることと、
前記ガス化装置によって生成された前記水素の少なくとも一部を前記水素化処理反応器に送ることと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記原油を前記水素と組み合わせて、前記水素化処理反応器に送られる混合流を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
加熱された水素化処理された油を生成するために、７００℃〜９００℃の温度で動作する対流セクションを含む前記スチームクラッカーに前記水素化処理された油を送ることをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱分解流出物を少なくとも１つの分離器に輸送することをさらに含み、前記少なくとも１つの分離器が、前記熱分解流出物を、オレフィン、芳香族、またはそれらの両方を含む１つ以上の生成物流に変換する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記水素化処理反応器が、水素化脱金属触媒、水素化分解触媒、水素化脱芳香族化触媒、水素化脱窒素触媒、または水素化脱硫触媒のうちの１つ以上を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記水素化処理反応器が、他の水素化処理触媒の上流に配置された水素化脱金属触媒を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記熱分解流出物が、前記水素化処理反応器に送られる水素をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記熱分解流出物が、ベンゼン、トルエン、またはキシレンのうちの１つ以上から選択される芳香族を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ガス化装置が、移動床システム、流動床システム、同伴流システム、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記高沸点留分が、固体材料を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記分離器で生成された水素を水素精製ユニットに送ることであって、前記水素精製が、処理された水素流をもたらす、送ることと、
前記水素化処理反応器の上流で前記原油と混合するために、前記処理された水素流を送ることと、をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記分離器で生成された熱分解油を前記ガス化装置に送ることをさらに含み、前記ガス化装置が、前記熱分解油の少なくとも一部を水素に変換する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記原油を、前記水素化処理反応器に入る前に、少なくとも３００℃の温度に予熱することをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記高沸点留分が、減圧残留物を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ガス化装置が、水素、一酸化炭素、加熱流、またはそれらの組み合わせを生成する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１７年４月２６日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ  ＯＦ  ＣＲＵＤＥ  ＯＩＬ」と題された米国仮特許出願第６２／４９０，１７５号、および２０１８年４月３日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ  ＯＦ  ＣＲＵＤＥ  ＯＩＬ」と題された米国特許出願第１５／９４４，０６８号の優先権を主張し、それらの両方が、その全体において参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示の実施形態は、原油からオレフィン系および芳香族系石油化学製品を生成するためのシステムおよび方法に関し、特に、原油からオレフィン系および芳香族系石油化学製品を生成するために水素化処理反応器を利用するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
オレフィン（エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエンなど）およびＢＴＸ（ベンゼン、トルエン、キシレン）は、石油化学産業の基本的かつ不可欠な中間体である。それらは主に、ナフサ、灯油、または、さらに軽油などの石油ガスおよび留出物の熱分解（または蒸気熱分解）によって生成される。オレフィンとＢＴＸの高収率を得るためには、これらの供給原料特性が望ましくない生成物とコークスの形成を減らすのに役立つため、スチームクラッカーの好ましい原料は、芳香族含有量の少ない高パラフィンでなければならない。
【０００４】
水素化処理反応器で原油をアップグレードすることにより、直鎖パラフィン特性が向上し、スチームクラッカーに直接供給できるため、原油から直接大量のオレフィンと芳香族を生成できる。
【発明の概要】
【０００５】
原油が望ましい量のパラフィンと最小量の芳香族を含む原料に確実に変換されるようにするには、水素化処理反応器または原油調整ユニットにかなりの水素が必要である。スチームクラッカーユニットは、水素化処理反応器にリサイクルできる水素を生成する一方、スチームクラッカーからリサイクルされた水素の量は、水素の必要性に関してシステムを自給自足させることはできない。したがって、水素化処理反応器に十分な水素を生成する自給自足システムに対する継続的な必要性がある。
【０００６】
本開示の実施形態は、望ましくない原油留分のガス化により水素を生成することにより、水素化処理反応器の水素生成を増加させる。原油変換方法では、スチームクラッカー内のコークス形成を削減するために、約１０〜１５重量（ｗｔ）％の低値で、かつ高い沸点（例えば５４０℃以上）の留分（以降「高沸点留分」と呼ぶ）を除去する必要がある。本開示の実施形態は、この高沸点留分をガス化ユニットへの供給原料として使用して、より多くの水素を生成し、電力を生成する。熱分解水素に加えて、ガス化ユニットから発生した水素は、現在の原油変換方法を水素の必要性に関して自給自足することを可能にする。
【０００７】
一実施形態によれば、石油化学製品は、原油および水素を水素化処理反応器に送ることと、水素化処理された油を低沸点留分と高沸点留分とに分離することと、低沸点留分をスチームクラッカーの熱分解セクションに送ってオレフィン、芳香族、またはそれらの両方を含む熱分解流出物を生成することと、高沸点留分をガス化装置に送ることと、を含む方法によって、原油から生成することができる。ガス化装置は、水素を生成してもよく、ガス化装置によって生成された水素の少なくとも一部は、水素化処理反応器に送られ得る。水素化処理反応器は、水素化処理された油を生成する１つ以上の水素化処理触媒を含む。
【０００８】
別の実施形態によれば、オレフィン系および芳香族系石油化学製品の生成方法が提供される。この方法には、水素と原油を混合して水素と原油を含む原料流を生成することと、原油と水素の混合物を３００〜４５０℃の温度と３０〜２００バールの水素分圧で動作する水素化処理反応器に送ることと、を含み、水素化処理反応器は、原油と水素の混合物から水素化処理された混合物を生成する水素化処理触媒を含む。水素化処理された混合物は、７００℃〜９００℃の温度で動作する対流セクションを含む少なくとも１つのスチームクラッカーに送られ、低沸点留分と高沸点留分とに分離された、加熱された水素化処理された混合物が生成される。低沸点留分は、対流セクションの下流のスチームクラッカーの熱分解セクションに送られて、オレフィンおよび芳香族を含む熱分解流出物を生成し、熱分解流出物は、少なくとも１つの分離器に輸送され、そこで分離器は、熱分解流出物をオレフィン、芳香族、またはそれらの組み合わせを含む１つ以上の生成物流に変換する。高沸点留分は、少なくとも９００℃の温度で動作するガス化装置に送られ、そこでガス化装置は、水素を生成し、ガス化装置で生成された水素は、水素化処理反応器の上流で原油と混合するためにリサイクルされる。
【０００９】
実施形態の追加的な特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む、本出願に記載の実施形態を実施することにより、当業者に容易にある程度明らかになるか、または認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の１つ以上の実施形態による原油変換システムの概略図である。
【図２】本開示の１つ以上の実施形態による原油変換システムの別の概略図である。
【図３】本開示の１つ以上の実施形態による原油変換システムのさらに別の概略図である。
【図４】本開示の１つ以上の実施形態による原油変換システムの別の概略図である。
【００１１】
図１〜４の簡略化した概略図および記載を説明するために、ある特定の化学処理操作の当業者に採用され得、よく知られている多数のバルブ、温度センサ、電子コントローラなどは含まれていない。さらに、例えば空気供給、触媒ホッパー、および煙道ガス処理などの精製装置のような典型的な化学処理操作にしばしば含まれる付随する構成要素は描写されていない。これらの構成要素は、開示された本実施形態の趣旨および範囲内にあることが理解されるべきである。しかしながら、本開示に記載されているものなどの操作構成要素は、本開示に記載された実施形態に追加されてもよい。
【００１２】
ここで、様々な実施形態をより詳細に参照し、そのいくつかの実施形態が添付の図面に示される。可能な限り、図面全体を通して同じまたは類似の部分を指すために同じ参照番号が使用される。
【００１３】
図面に記載される実施形態は、本質的に例示的なものであり、特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。さらに、図面の個別の特徴は詳細な説明を考慮すれば完全に明白になり、理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本出願において、「原油」とは、従来の供給源から得られる原油全体、ならびに何らかの前処理を経た原油を含むと理解されるべきである。いくつかの実施形態では、「原油」は、フラッキング軽質油および他の天然ガス凝縮物等の従来のものとは異なる供給源由来の原油を含むことができる。「原油」という用語はまた、水−油分離、ガス−油分離、脱塩、安定化、またはそれらの組み合わせが供された原油を含むとも理解されるべきである。特定の実施形態では、原油流５は、２５°から５０°のＡＰＩ重力（度（°））を有する。
【００１５】
本開示において使用される場合、「反応器」は、任意選択で、１つ以上の触媒の存在下で１つ以上の反応物間で１つ以上の化学反応が起こり得る１つ以上の容器を指す。例えば、反応器は、次により詳細に説明される、バッチ反応器、連続撹拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）、またはプラグフロー反応器として動作するように構成されたタンクまたは管状反応器を含むことができる。反応器の例としては、固定床反応器、および流動床反応器などの充填床反応器が挙げられる。現在説明されている実施形態では、水素化処理反応器は、各々が異なる触媒を含有する複数の容器が接続されている場合など、直列の複数の反応器を含むことができる。
【００１６】
本開示において使用される場合、「分離ユニット」は、プロセス流中で互いに混合される１つ以上の化学物質を少なくとも部分的に分離する任意の分離装置を指す。例えば、分離ユニットは、異なる化学種を互いに選択的に分離して、１つ以上の化学留分を形成することができる。分離ユニットの例としては、蒸留カラム、フラッシュドラム、ノックアウトドラム、ノックアウトポット、遠心分離器、濾過装置、トラップ、スクラバー、膨張装置、膜、溶媒抽出装置が挙げられるが、これらに限定されない。本開示で説明する分離方法は、ある化学成分の全てを別の化学成分の全てから完全に分離することはできないことを理解するべきである。本開示に記載された分離方法は、異なる化学成分を互いに「少なくとも部分的に」分離することを理解するべきであり、明示していないとしても、分離は、部分的な分離のみを含み得ることを理解するべきである。
【００１７】
図１〜４の実施形態を参照すると、原油からオレフィン系および芳香族系石油化学製品を生成するためのシステムおよび方法が描写されている。図１に示すように、システムは、水素と原油とを混合して、水素と原油を含む供給流１１を生成することを含む。示されるように、水素化処理反応器１００の方法の最初に提供される任意の水素供給１０があってもよいが、しかしながら、後述するように、本システムは、水素化処理反応器１００用の水素３２を生成する。
【００１８】
理解されるように、原油に対してさらなる任意の前処理ステップが考えられる。例えば、原油流５は、最初に任意選択で、水素と混合して水素と原油を含む供給流１１を生成する前に、加圧原油流を生み出すようにポンプ（図示せず）を介して送ることができる。他の実施形態では、原油流５または加圧原油流を、ヒーター（図示せず）を介して送り、予熱原油流または予熱または加圧原油蒸気をそれぞれ生み出すことができる。したがって、ある特定の実施形態では、方法は、水素と混合する前に、原油流５を少なくとも３００℃の温度に予熱することを含む。
【００１９】
以下で説明するように、水素は輸入水素、下流ユニットからリサイクルされた水素、またはそれらの組み合わせであり得る。原油と同様に、原油と混合される水素は、任意選択でヒーターを介して送られて予熱された水素流を生み出すことができ、あるいは、加圧されて原油と混合される前に、予熱および加圧水素流、加圧された原油流、または予熱および加圧原油蒸気を生成することができる。いくつかの実施形態では、ヒーターは、水素流（または加圧水素流）を少なくとも３００℃の温度に加熱するのに役立つ。
【００２０】
図１および４に示すように、システムは、３００℃〜４５０℃の温度および３０〜２００バールの水素分圧で、原油および水素混合物の供給流１１を水素化処理反応器１００に送ることを包含する。水素化処理装置または原油調整ユニットとも呼ばれることがある水素化処理反応器１００は、供給流の水素化処理から生じる水素化処理された混合物１２を生成する水素化処理触媒を含む。図２および３では、供給流２１１は、後で説明するように、追加の水素源３２を含むことができる。
【００２１】
一実施形態では、水素化処理反応器１００は、水素化処理触媒の１つまたは複数の床を含む。水素化処理反応器１００は、芳香族、特にポリ芳香族を飽和させ、パラフィンおよびナフテンに変換することができる。一方、水素化処理では、金属、硫黄、窒素などの油中の不純物の大部分も除去することができる。したがって、適切な水素化処理の触媒と方法を選択することにより、一部の原油を精製することができ、したがってスチームクラッカー供給原料として好適であり得る。水素化処理触媒は、水素化脱金属触媒、水素化分解触媒、水素化脱芳香族化触媒、水素化脱窒素触媒、水素化脱硫触媒、またはそれらの両方のうちの１つ以上を含んでもよい。一実施形態では、水素化脱金属触媒は、他の水素化処理触媒の上流の触媒床に配置される。本出願で使用されているように、「水素化処理された混合物」は、水素化脱金属、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素、および水素化脱硫から選択される１つ以上の方法を経た原油と水素の水素処理された混合物を意味し、「水素化処理された油」は、水素化処理された原油を指し、水素化処理された混合物に含まれ得る。
【００２２】
水素化処理反応器１００は、１つの反応器または並列または直列の複数の反応容器を含むことができる。例えば、水素化処理反応器１００は、各々が水素化脱金属触媒などの１つ以上の触媒の有効量を含有する複数の反応容器、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素、水素化脱硫、水素化分解機能、またはそのような組み合わせを有する水素化処理触媒を含むことができる。別の実施形態では、水素化処理反応器１００は、それぞれ有効量の水素化脱金属触媒、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素、水素化脱硫、水素化分解機能、またはそのような組み合わせを有する有効量の水素化処理触媒を含む１つ以上の分離ゾーンを含むことができる。代替的に、水素化処理反応器１００は、有効量の水素化脱金属触媒を含有する１つ以上の触媒層、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素、水素化脱硫、水素化分解機能、またはそのような組み合わせを有する有効量の追加の水素化処理触媒を含有する１つ以上の触媒層を含むことができる。付加的な実施形態では、水素化処理反応器１００は、水素化脱金属触媒を含む。他の実施形態では、水素化脱金属触媒は、別の反応容器（図示せず）または別の分離ゾーン中に含めることができる。例えば、ある特定の実施形態では、水素化脱金属触媒は、他の触媒層とは別の触媒層中に含まれる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、水素化処理反応器１００は、当業者に知られているように、１つ以上の水素クエンチを含むことができる。１つ以上の水素クエンチは、水素化処理反応器１００内の反応温度を制御するために使用され、水素化処理反応器１００の１つ以上の反応容器、１つ以上の分離ゾーン、または１つ以上の触媒層の間に水素流を導入することにより達成される。以下で説明するように、水素クエンチに使用される水素流は、輸入水素、下流ユニットからリサイクルされた水素、またはそれらの組み合わせであり得る。
【００２４】
特定の一実施形態では、原料流１１は、水素化脱金属触媒を含有する水素化処理反応器１００に送られて、存在する金属を除去する。脱金属後、原料流１１は、次に、追加の水素化処理触媒が、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素、水素化脱硫、水素化分解、またはこれらの全てのために添加された少なくとも３０％の余分の水素で存在する別の触媒床下流に供給され得る。１つ以上の実施形態において、水素化処理された混合物１２は、原料流１１よりも多くの水素を含む。
【００２５】
水素化処理反応器１００は、水素化脱金属、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素、水素化脱硫、水素化分解、またはそれらの組み合わせに有効なパラメータの下で動作し得る。例えば、いくつかの実施形態では、水素化処理反応器１００は、３００℃〜４５０℃の温度で動作し得る。さらなる温度範囲には、３００℃〜３３０℃、３００℃〜３５０℃、３２０℃〜３６０℃、３４０℃〜３８０℃、３６０℃〜４００℃、３８０℃〜４２０℃、４００℃〜４３０℃、および４２０℃〜４５０℃が含まれる。いくつかの実施形態では、水素化処理反応器１００は、３０〜２００バールの圧力で動作することができる。さらなる水素分圧範囲には、３０〜６０バール、３０〜１００バール、５０〜１００バール、７５〜１２５バール、１００〜１５０バール、１２５〜１７５バール、および１５０〜２００バールが含まれる。いくつかの実施形態では、水素化処理反応器１００の液空間速度（ＬＨＳＶ）は０．１〜２．０ｈ−１である。ＬＨＳＶに関するさらなる範囲としては、０．１〜０．５ｈ−１、０．５〜１．０ｈ−１、１．０〜１．５ｈ−１、および１．５〜２．０ｈ−１が挙げられる。
【００２６】
水素化処理触媒には様々な組成物が好適であると考えられている。１つ以上の実施形態では、水素化処理触媒は、国際純粋応用化学連合（ＩＵＰＡＣ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）周期表の第８〜１０族の少なくとも１つの金属、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはそれらの組み合わせを含む。さらに、水素化処理触媒は、ＩＵＰＡＣ周期表の第６族からの少なくとも１つの金属、例えば、Ｍｏ、Ｗ、またはそれらの組み合わせを含み得る。様々な担体材料が好適であると考えられる。例えば、担体は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含み得る。
【００２７】
ある特定の実施形態では、水素化脱金属触媒は、担体材料上に担持することができる。いくつかの実施形態では、担体材料はアルミナを含む。ある特定の実施形態では、水素化脱金属触媒は、１４０〜２４０平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）の表面積を有するガンマアルミナ担体材料に基づくことができる。さらなる表面積の範囲としては、１４０〜１６０ｍ２／ｇ、１６０〜１８０ｍ２／ｇ、１８０〜２００ｍ２／ｇ、２００〜２２０ｍ２／ｇ、および２２０〜２４０ｍ２／ｇが挙げられる。この触媒は、例えば１センチメートル３／グラム（ｃｍ３／ｇ）を超える非常に高い細孔容積を有する。細孔径自体は、典型的には主にマクロ多孔性であり、それは７５マイクロメートル（μｍ）より大きい細孔である。これは、触媒の表面および任意選択的にはドーパント上における金属の取り込みのための大きな容積を提供するためである。触媒表面上の活性金属は、ＮｉおよびＭｏの硫化物であり、Ｎｉ／Ｎｉ＋Ｍｏ＜０．１５の比で存在する。いくらかのＮｉおよびバナジウム（Ｖ）は、除去中に供給原料それ自体から堆積して触媒として作用することが予想されるため、Ｎｉの濃度は、水素化脱金属触媒上では他の触媒より少ない。使用されるドーパントは、リン（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、シリコン（Ｓｉ）、およびハロゲンのうちの１つ以上であり得る。ある特定の実施形態では、触媒は、アルミナ押出物またはアルミナビーズの形態であり得る。他の実施形態では、金属の取り込みが層の頂部で３０〜１００％の範囲になることから、反応器中の触媒水素化脱金属層の取り出しを容易にするためにアルミナビーズが使用される。
【００２８】
特定の実施形態では、水素化処理反応器１００は、中間触媒を含む。中間触媒はまた、水素化脱金属と水素化脱硫、もしくは別の水素化処理機能との間の移行を実行するために使用することもできる。いくつかの実施形態では、中間触媒は、別の反応容器（図示せず）または分離ゾーン中に含めることができる。いくつかの実施形態では、中間触媒は、水素化脱金属触媒と一緒に含まれる。例えば、中間触媒は水素化脱金属触媒層中に含めることができる。いくつかの実施形態では、中間触媒は、水素化脱硫触媒と一緒に含まれる。例えば、中間触媒を水素化脱硫触媒層に含めることができる。ある特定の実施形態では、中間触媒は、別の触媒層に含まれる。例えば、水素化脱金属触媒、中間触媒、および水素化脱硫触媒は、別の触媒層に含まれる。いくつかの実施形態では、一実施形態では、中間触媒は、アルミナを含み得る担体材料上に担持され得る。中間触媒は、中間金属装填および細孔径分布を含むことができる。触媒は、押出物の形態のアルミナ系担体、任意選択的に、第６族からの少なくとも１つの触媒金属（例えばＭｏ、Ｗ、またはそれらの組み合わせ）、または第８〜１０族の少なくとも１つの触媒金属（例えばＮｉ、Ｃｏ、またはそれらの組み合わせ）、またはそれらの組み合わせを含むことができる。中間触媒はまた、任意選択的に、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、およびハロゲンから選択される少なくとも１つのドーパントを含有することもできる。物理的特性は１４０〜２００ｍ２／ｇの表面積を含む。さらなる表面積の範囲としては、１４０〜１６０ｍ２／ｇ、１６０〜１８０ｍ２／ｇ、または１８０〜２００ｍ２／ｇが挙げられる。物理的特性には、少なくとも０．６ｃｍ３／ｇの細孔容積も含まれる。物理的特性は、メソポーラスであり、１２〜５０ナノメートル（ｎｍ）の範囲の細孔をさらに含む。追加の範囲としては、１２〜２０ｎｍ、２０〜３０ｎｍ、３０〜４０ｎｍ、または４０〜５０ｎｍが挙げられる。
【００２９】
水素化処理反応器１００は、水素化脱硫触媒も含み得る。いくつかの実施形態では、水素化脱硫触媒は、別の反応容器（図示せず）または分離ゾーンに含めることができる。例えば、水素化脱硫触媒は、他の触媒層とは別の触媒層に含めることができる。ある特定の実施形態では、水素化脱金属触媒、中間触媒、および水素化脱硫触媒は、別の触媒層に含まれる。ある特定の実施形態では、水素化脱金属触媒は、担体材料上に担持され得る。いくつかの実施形態では、担体材料はアルミナを含む。いくつかの実施形態では、水素化脱硫触媒は、水素化脱金属範囲の上限近く、例えば１８０〜２４０ｍ２／ｇの範囲の上限近くの表面積を有するアルミナ系担体材料を有する触媒を含むことができる。追加の範囲としては、１８０〜１９５ｍ２／ｇ、１９５〜２１０ｍ２／ｇ、２１０〜２２５ｍ２／ｇ、または２２５〜２４０ｍ２／ｇが挙げられる。水素化脱硫のためのこの必要なより大きな表面により、比較的より小さな細孔容積、例えば１ｃｍ３／ｇ未満の細孔容積がもたらされる。水素化脱硫触媒は、第６族からの少なくとも１つの元素、例えばＭｏ、および第８〜１０族からの少なくとも１つの元素、例えばＮｉを含有する。触媒はまた、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、およびハロゲンから選択される少なくとも１つのドーパントも含む。ある特定の実施形態では、コバルトは、比較的増加したレベルの脱硫を提供するために使用される。活性相のための金属充填量は、要求される活性が大きいほど増加され、その結果、Ｎｉ／Ｎｉ＋Ｍｏのモル比は０．１〜０．３の範囲であり、（Ｃｏ＋Ｎｉ）／Ｍｏのモル比は０．２５〜０．８５の範囲である。
【００３０】
特定の実施形態では、水素化処理反応器１００は、（水素化脱硫の主な機能ではなく）供給原料の水素化を実行するように設計された触媒を含むことができる。他の実施形態では、触媒は、別個の反応容器（図示せず）、分離ゾーン、または他の触媒層とは別個の触媒層に含めることができる。ある特定の実施形態では、最終触媒は、担体材料上に担持され得る。ある特定の実施形態では、担体材料はアルミナを含むことができる。最終触媒はＮｉによって促進することができる。物理的特性には、例えば１８０〜２４０ｍ２／ｇの範囲の上限に向かう表面積が含まれる。追加の範囲としては、１８０〜１９５ｍ２／ｇ、１９５〜２１０ｍ２／ｇ、２１０〜２２５ｍ２／ｇ、および２２５〜２４０ｍ２／ｇが挙げられる。水素化を実行するために必要とされるこの増加した表面積は、比較的より小さな細孔容積、例えば１ｃｍ３／ｇ未満の細孔容積をもたらす。
【００３１】
再び図１〜４を参照すると、次いで、水素化処理された混合物１２は、７００℃〜９００℃の温度で動作する対流セクション１１２を含む少なくとも１つのスチームクラッカー１１０に送られ、加熱された水素化処理された混合物１４を生成する。さらに好適な温度範囲には、７００℃〜７５０℃、７５０℃〜８００℃、８００℃〜８５０℃、または８５０℃〜９００℃が含まれ得る。蒸気も対流セクション１１２に添加され、加熱された水素化処理された混合物１４において高沸点留分および低沸点留分を生成する。したがって、加熱された水素化処理された混合物１４は、その後の分離のために、高沸点留分と低沸点留分とを含むことができる。
【００３２】
さらなる実施形態では、スチームクラッカー１１０は、対流セクション１１２の下流に重質残留物除去セクション１１４を含むことができる。重質残留物除去セクション１１４は、加熱された水素化処理された混合物１４を低沸点留分１６と高沸点留分１８とに分離することが考えられる。図１〜４に示すように、高沸点留分１８は、重質残留物除去セクション１１４の底部から排出される液体流であり、低沸点留分１６は、重質残留物除去セクション１１４の異なる位置から排出される蒸気流である。水素化処理された混合物を低沸点留分１６と高沸点留分１８とに分離することができる好適な分離容器。この分離は、フラッシュ容器または任意の好適な気液分離器を含んでもよい。いくつかの実施形態では、気液分離器、油液分離器、精留塔などを使用することができる。
【００３３】
本出願で使用されるように、高沸点留分は、少なくとも５００℃の沸点を有する炭化水素含有流であり、低沸点留分は、５００℃未満の沸点を有する炭化水素含有流である。他の実施形態では、低沸点留分は、５４０℃未満の沸点範囲を有する炭化水素含有流であり、一方、高沸点留分は、５４０℃より高い沸点範囲を有する炭化水素含有流である。低沸点留分の特性および組成としては、軽質ナフサ留分、重質ナフサ留分、灯油留分、ディーゼル留分、および３７０℃〜５４０℃で沸騰する軽油留分が挙げられる。高沸点留分の特性および組成としては、５４０℃を超えて沸騰する減圧残留物留分が含まれる。したがって、低沸点留分は、高沸点留分よりも高濃度の「＜Ｃ４０炭化水素」（炭素数４０未満の炭化水素）を含み、高沸点留分は、低沸点留分よりも高濃度の「＞Ｃ４０」炭化水素（炭素原子数が４０を超える炭化水素）を有する。付加的に、高沸点留分は、低沸点留分よりも高い濃度の芳香族を含み得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、高沸点留分１８は、減圧残留物を含み得る。高沸点留分１８は、固体物質を含有し得る。いくつかの実施形態では、高沸点留分１８は、天然または合成酸化物などの灰生成成分を含有し得る。例えば、高沸点留分１８は、ＳＩ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、Ｓ、Ｔｉ、またはこれらの組み合わせの天然および合成酸化物を含み得る。特定の理論に束縛されることなく、高沸点留分１８に固体を存在させることにより、反応器の壁を保護することができる。
【００３５】
図１〜４は、分離方法で使用される重質残留物除去セクション１１４を示しているが、加熱された水素化処理された混合物１４を低沸点留分と高沸点留分とに分離することは他の機構を通して行うことができる。例えば、重質残留物セクション１１４は、図１〜４の対流セクション１１２とは別の容器として描かれているが、しかしながら、対流セクション１１２は、水素化処理された混合物１２を予熱した後、加熱された水素化処理された混合物１４を低沸点留分と高沸点留分とに分離し得ると考えられる。
【００３６】
図１〜４に示すように、低沸点留分１６は、対流セクション１１２の下流の熱分解セクション１１６に送られてオレフィンおよび芳香族を含む熱分解流出物２０を生成する。スチームクラッカー１１０の一部である熱分解セクション１１６は、低沸点留分１６を熱分解流出物２０に分解するのに有効なパラメータの下で動作する。熱分解流出物２０は、オレフィン（エチレン、プロピレン、ブテン、およびブタジエンを含む）、芳香族（ベンゼン、トルエン、およびキシレンを含む）、および熱分解ガソリンを含み得る。また、熱分解セクション１１６は、水素化処理反応器１００にリサイクルすることができる水素を生成することができる。
【００３７】
処理パラメータは、所望の組成物の熱分解流出物に基づいて調整することができる。例えば、熱分解セクション１１６は、０．３：１〜２：０．１の水蒸気対軽留分比を有し得る。さらに、熱分解セクション１１４は、０．０５〜２秒の反応滞留時間を有し得る。
【００３８】
再び図１〜４を参照すると、熱分解流出物２０は、少なくとも１つの分離器１２０に供給され得る。分離器１２０は、熱分解流出物２０を、オレフィン、芳香族、またはそれらの組み合わせを含む１つ以上の生成物流に変換する。いくつかの実施形態において、１つ以上の生成物流は、熱分解燃料油２７内にＢＴＸ（ベンゼン、トルエンおよびキシレン）を含み得る。図１の実施形態では、分離器１２０は、メタン２１、エチレンおよびエタン２２、プロペンおよびプロパン２３、ブタジエン２４、混合ブテン２５、熱分解ガソリン２６および熱分解燃料油２７をもたらすことができる。いくつかの実施形態において、エタンおよびプロパンは、スチームクラッカー１１０にリサイクルして戻され、さらにエチレンおよびプロペンに変換され得る。
【００３９】
さらに、図２および３に示すように、分離器１２０はさらに、原油５との混合のためにリサイクルして戻すことができる別の水素流２８を生成する。特定の実施形態において、水素流２８は、水素精製ユニット１４０に送られて、処理された水素流４０を生成する。次いで、処理された水素流４０は、原油５と混合するために移送される。図２および３の実施形態に示されるように、原料流２１１は、処理された水素流４０およびガス化装置１３０からの水素３２を含む。これらの分離器製品流は、例示のために示されており、分離器１２０で生成される唯一の製品流として解釈されるべきではない。
【００４０】
分離器１２０には、様々な容器が考えられる。特定の実施形態において、分離器１２０は、フラッシュ容器、精留塔、蒸留容器またはそれらの組み合わせを備えてもよい。いくつかの実施形態では、分離器１２０は、１つ以上のフラッシュ容器を含むことができる。特定の実施形態では、フラッシュ容器は、フラッシュドラムである。いくつかの実施形態では、分離器１２０は、１つ以上のフラッシュ容器を含むことができる。蒸留容器は、減圧蒸留塔等の蒸留塔であり得る。さらに、分離器１２０のさらなる実施形態は、気液分離器、油液分離器、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００４１】
再び図１〜４のシステムの実施形態を参照すると、高沸点留分１８は、少なくとも９００℃の温度で動作するガス化装置１３０に供給される。１つ以上の実施形態において、ガス化装置１３０は、９００℃以上、例えば９００℃〜１７００℃の温度、および２０〜１００バールの水素分圧で動作し得る。さらに、ガス化装置１３０は、０．３：１〜１０：０．１の酸素対炭素比、および０．１：１〜１０：０．１の蒸気対炭素比で動作し得る。
【００４２】
いくつかの実施形態では、ガス化装置１３０は、移動床システム、流動床システム、同伴流システム、またはこれらのいずれかの組み合わせを含み得る。ガス化装置１３０は、ガス化装置１３０を断熱するのに役立つ屈折壁または膜を含み得る。
【００４３】
ガス化装置１３０は、水素化処理反応器１００の上流で原油５と混合するためにリサイクルされる、水素３２を生成する。理論に束縛されることなく、ガス化装置１３０からのこの水素３２は、本システムが水素の必要性に関して自給自足することを可能にするのに役立つ。本出願で使用される場合、「自給自足」とは、本システムが水素化処理反応器に十分な水素を生成することを意味し、新鮮な水素原料１０の継続的な必要性がない。いくつかの実施形態では、蒸気３８および酸素３９をガス化装置１３０に供給することができる。ガス化装置はまた、水素３２とともに一酸化炭素３０および加熱流３１を生成し得る。
【００４４】
図２および３に示されるように、水素化処理反応器１００に必要な水素は、分離器１２０およびガス化装置１３０によって供給され、各々が、原油５との混合のためにリサイクル可能な水素２８、３２を生成する。いくつかの実施形態では、分離器１２０から生成された水素２８は、さらなるアップグレードおよび精製ステップのために精製ユニット１４０に送られ得る。次いで、処理された水素４０は、原料流２１１内で使用するためにリサイクルされ得る。図３の実施形態では、分離器１２０で生成された熱分解燃料油２７は、ガス化装置１３０に送られ得、したがってガス化装置１３０は、熱分解油の少なくとも一部をさらなる水素３２に変換し得る。
【００４５】
ガス化は、蒸気または制御可能な量の酸素の存在下で高温に加熱して部分酸化を促進することにより、炭素質材料をより価値の高い材料、主にシンガスに変換する方法である。「シンガス（ｓｙｎｇａｓ）」という用語は、合成ガス、主に水素、一酸化炭素、および一部の二酸化炭素を含有する燃料ガス混合物を指す。次いで、水素３２、熱３１、または一酸化炭素３０のうちの１つ以上を含み得るシンガスは、さらに処理されて、純粋な水素、液体輸送燃料を生成するか、電気を生み出すことができる。
【００４６】
図４に示されるように、いくつかの実施形態において、水性ガスシフト反応器１５０は、さらなるアップグレードのためにガス化装置の下流で使用され得る。示されるように、水素、二酸化炭素、および一酸化炭素を含むことができるガス化装置シンガス流出物１３１は、水４１とともに水性ガスシフト反応器１５０に送られて、さらなるアップグレードを可能にし、一方、蒸気流出物１３３もまた、ガス化装置１３０から排出される。水性ガスシフト反応器１５０は、１５０℃以上、例えば１５０℃〜４００℃の温度で動作し得る。水性ガスシフト反応器１５０は、１〜６０バールの水素分圧で動作し得る。いくつかの実施形態において、水性ガスシフト反応器１５０は、５：１〜３：１の水対一酸化炭素のモル比を含み得る。他の実施形態において、ガス化装置１３０は、一酸化炭素を原料流１１にリサイクルされ得る、二酸化炭素１５１および追加の水素１３２に変換する複数の水性ガスシフト反応器を含み得る。便宜上、二酸化炭素１５１と水素１３２の別々の流れとして描かれているが、シンガス成分を分離する他の分離ユニットも、水性ガスシフト反応器１５０、ガス化装置１３０、またはそれらの両方の下流で利用し得ると考えられる。
【００４７】
本実施形態の特徴は、以下の実施例にさらに例証されるであろう。
【実施例】
【００４８】
実施例１
実施例１は、ＳＰＹＲＯソフトウェアを使用したパイロットプラントシミュレーションであった。次のデータに示すように、シミュレーション結果は、原料としてアップグレードされたアラブ軽質原油を使用した場合、蒸気分解ユニットからの高い石油化学収率と低いコークス形成を示した。
【００４９】
次の表１に、水素化処理反応器に供給される前と、水素化処理反応器で水素化処理を受けた後のアラブ軽質原油の特性を示す。原油調整は、液空間速度（ＬＨＳＶ）０．２〜０．５ｈ−１、水素分圧１５０バール、Ｈ２／油比１２００ｖ／ｖで、３８０〜４００℃の反応温度で生起された。
【表１】
2020517797.tif 000003
【００５０】
表２に、アップグレードされたアラブ軽質をスチームクラッカーの対流セクションで予熱し、重質残留物除去セクションで分離した後の、除去された高沸点留分の特性を列挙する。スチームクラッカーは、８４０℃のコイルアウト温度および１．８バーグのコイルアウト圧力で、１：１の蒸気対油比（重量に基づく）および０．２秒の滞留時間を用いて動作させた。
【表２】
2020517797.tif 000004
【００５１】
表３に、除去された高沸点留分がガス化装置に供給されたときに生成される水素を列挙する。１０００ｋｇの減圧残留物を加圧供給原料としてガス化ゾーンのガス化反応器に導入する（図１に示されるように）。表１は、減圧残留物供給原料の元素組成を含む。ガス化反応器は、１０４５℃および３０バールで動作される。蒸気対炭素比は、重量で０．６：１である。酸素対炭素比は、重量で１：１である。減圧残留物留分が部分的に酸化され、水素、一酸化炭素、電力を生成する。水素と一酸化炭素が、高温の生合成ガスとして回収され、水性ガスシフト反応容器に送られて水素の収率を向上させる。水性ガスシフト反応は、３１８℃、１バールで行われる。蒸気対一酸化炭素のモル比は、３：１である。
【００５２】
【表３】
2020517797.tif 000005
【００５３】
表４に、熱分解流出物から次の芳香族およびオレフィンを分離する分離器からの石油化学収率を列挙する。水素化処理されたアップグレードされた生成物は、パイロットプラントユニットで蒸気分解される。液体油供給物および蒸気が反応器に導入される。反応条件は以下のとおりである：圧力＝１．８バール、油／蒸気比＝１ｋｇ／ｋｇ、反応温度８４０℃、油質量流量：３．６ｋｇ／ｈｒ。分解された流出物を冷却する前に、包括的な２次元ＧＣ（ＧＣ×ＧＣ）によるオンラインＣ５＋分析のためにサンプルを採取する。液体およびタールは、ノックアウト容器とサイクロンによって冷却器出口から分離される。次に、生成物ガスの留分を抜き取り、オンラインＣ４−分析を行う。ノックアウト容器およびサイクロンは、熱分解燃料油を収集するために使用される容器に接続されている。
【００５４】
【表４】
2020517797.tif 000006
【００５５】
実施例２
実施例２は、様々な水素化処理条件下で行われたハイドロプロセッサシミュレーションの結果を含む。供給原料は、表５に列挙されている。
【表５】
2020517797.tif 000007
【００５６】
表６に、様々な水素化処理条件下での水素化処理の結果を列挙する。
【表６】
2020517797.tif 000008
【００５７】
液体サンプルＨＴ−５−３９０の合計は、＜５４０℃と＞５４０℃の留分に分留された。＜５４０℃の留分は、ＨＴ−５−３９０（＜５４０）と命名された。ＨＴ−５−３９０（＜５４０）およびＨＴ−２−３９０液体サンプルは、パイロットプラントの蒸気分解テスト用に選択された。結果を表７に要約する。
【表７】
2020517797.tif 000009
【００５８】
実施例３
実施例３は、ガス化方法に関するものであり、これも大規模な商業ガス化データに基づいて社内で開発されたソフトウェアを使用したパイロットプラントシミュレーションであった。実施例３では、１０００ｋｇの減圧残留物が加圧供給原料としてガス化ゾーンのガス化反応器に導入される（図４に示すように）。表８は、減圧残留物供給原料の元素組成を含む。ガス化反応器は、１０４５℃および３０バールで動作される。蒸気対炭素比は、重量で０．６：１である。酸素対炭素比は、重量で１：１である。減圧残留物留分は部分的に酸化され、水素、一酸化炭素、電力を生成する。水素と一酸化炭素は、高温の生合成ガスとして回収され、水性ガスシフト反応容器に送られて水素の収率を向上させる。水性ガスシフト反応は、３１８℃、１バールで行われる。蒸気対一酸化炭素のモル比は、３：１である。製品の収率を表９に要約する。
【００５９】
【表８】
2020517797.tif 000010
【００６０】
表８は、ガス化反応器に導入された減圧残留物留分の供給原料特性を示している。分子量は、８００ｋｇ／ｋｇ−モルと推定された。
【表９】
2020517797.tif 000011
【００６１】
表９に示すように、水性ガスシフト反応の後、１０００ｋｇの減圧残留物からほぼ２７８ｋｇの水素ガスが生成される。
【００６２】
特許請求された主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に種々の変更および変形がなされ得ることは、当業者には明らかであるはずである。したがって、様々な記載した実施形態の変形および変更が、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲に含まれる場合には、本明細書は、係る実施形態の変形および変更を包含するものである。
【００６３】
本開示の態様１によれば、原油からオレフィン系および芳香族系石油化学製品を生成するための方法であって、水素と原油を混合して、水素と原油を含む原料流を生成することと、原油と水素の混合物を、３００℃〜４５０℃の温度および３０〜２００バールの水素分圧で動作する水素化処理反応器に送ることであって、水素化処理反応器が、原油と水素混合物から水素化処理された混合物を生成する水素化処理触媒を含む、送ることと、水素化処理された混合物を、７００℃〜９００℃の温度で動作する対流セクションを含む少なくとも１つのスチームクラッカーに送って、加熱された水素化処理された混合物を生成することと、加熱された水素化処理された混合物を、低沸点留分と高沸点留分とに分離することと、低沸点留分を対流セクションの下流のスチームクラッカーの熱分解セクションに送って、オレフィンおよび芳香族を含む熱分解流出物を生成することと、熱分解流出物を少なくとも１つの分離器に輸送することであって、分離器が、熱分解流出物を、オレフィン、芳香族、またはそれらの組み合わせを含む１つ以上の生成物流に変換する、輸送することと、高沸点留分を少なくとも９００℃の温度で動作するガス化装置に送ることであって、ガス化装置が、水素を生成する、送ることと、水素化処理反応器の上流で原油と混合するために、ガス化装置で生成された水素をリサイクルすることと、を含む、方法。
【００６４】
本開示の態様２は、態様１を含み得、水素化処理触媒が、水素化脱金属触媒、水素化処理触媒、水素化脱芳香族化触媒、水素化脱窒素触媒、水素化脱硫触媒、またはそれらの両方の１つ以上を含む。
【００６５】
本開示の態様３は、態様２を含み得、水素化脱金属触媒が、水素化処理触媒の上流の触媒床に配置される。
【００６６】
本開示の態様４は、態様１〜３のいずれか１項を含み得、水素化処理触媒が、国際純粋応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）周期表の第８〜１０族からの少なくとも１つの金属、ＩＵＰＡＣ周期表の第６族からの少なくとも１つの金属および少なくとも１つの担体材料を含み得る。
【００６７】
本開示の態様５は、態様４のいずれか１項を含み得、水素化処理触媒が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、またはそれらの組み合わせを含む。
【００６８】
本開示の態様６は、態様４を含み得、水素化処理触媒が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含む担体材料上に担持されたＭｏおよびＷを含む。
【００６９】
本開示の態様７は、態様１〜６のいずれか１項を含み得、水素化処理触媒が、原油および水素混合物を脱硫および脱金属化して水素化処理された混合物を生成する。
【００７０】
本開示の態様８は、態様１〜７のいずれか１項を含み得、対流セクションの下流に重質残留物除去セクションをさらに備え、重質残留物除去セクションが、加熱された水素化処理された混合物を低沸点留分と高沸点留分とに分離する。
【００７１】
本開示の態様９は、態様１〜８のいずれか１項を含み得、熱分解流出物が水素をさらに含み、供給流と混合される水素が熱分解流出物からの水素を含む、前述の態様のいずれかを含み得る。
【００７２】
本開示の態様１０は、態様１〜９のいずれか１項を含み得、クラッキング流出物の芳香族が、ベンゼン、トルエン、およびキシレンのうちの１つ以上を含む。
【００７３】
本開示の態様１１は、態様１〜１０のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、９００℃〜１７００℃の温度、２０〜１００バールの水素分圧、またはそれらの両方で動作する。
【００７４】
本開示の態様１２は、態様１〜１１のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、０．３：１〜１０：０．１の体積に対する酸素対炭素比、０．１：１〜１０：０．１の体積に対する蒸気対炭素比、または両方を有する。
【００７５】
本開示の態様１３は、態様１〜１２のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、移動床システム、流動床システム、同伴流システム、またはそれらの組み合わせを含む。
【００７６】
本開示の態様１４は、態様１〜１３のいずれか１項を含み得、ガス化装置に送られる高沸点留分が、固体材料を含む。
【００７７】
本開示の態様１５は、態様１４を含み得、固体材料が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、Ｓ、Ｔｉの天然および合成酸化物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される灰生成成分を含む。
【００７８】
本開示の態様１６は、態様１〜１５のいずれか１項を含み得、分離器で生成された水素を水素精製ユニットに送ることであって、水素精製が、処理された水素流をもたらす、起こることと、水素化処理反応器の上流の原油と混合するために処理された水素流を送ることと、をさらに含む。
【００７９】
本開示の態様１７は、態様１〜１６のいずれか１項を含み得、気液分離器、油液分離器、精留塔、またはそれらの組み合わせをさらに含む。
【００８０】
本開示の態様１８は、態様１〜１７のいずれか１項を含み得、分離器で生成された熱分解油を、ガス化装置に送ることをさらに含み、ガス化装置が、熱分解油の一部を水素に変換する。
【００８１】
本開示の態様１９は、態様１〜１８のいずれか１項を含み得、分離器が、フラッシュ容器、蒸留容器、またはそれらの組み合わせを含む。
【００８２】
本開示の態様２０は、態様１〜１９のいずれか１項を含み得、原油ストリームが、１０°〜４０°のＡＰＩ重力（°）を有する。
【００８３】
本開示の態様２１は、態様１〜２０のいずれか１項を含み得、水素流と混合する前に、原油を少なくとも３００℃の温度に予熱することをさらに含む。
【００８４】
本開示の態様２２は、態様１〜２１のいずれか１項を含み得、高沸点留分が、減圧残留物を含む。
【００８５】
本開示の態様２３は、態様１〜２２のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、水素、一酸化炭素、熱、またはそれらの組み合わせを生成する。
【００８６】
本開示の態様２４は、態様２３を含み得、水素または一酸化炭素の少なくとも一方をシンガスとして回収することと、シンガスを熱交換器に送って蒸気と冷却されたシンガスを生成することと、冷却されたシンガスを回収することと、蒸気をタービンに送って電気を生成することと、をさらに含む。
【００８７】
本開示の態様２５は、態様２４を含み得、冷却されたシンガスを水性ガスシフト反応器に送ることをさらに含み、水性ガスシフト反応器が、１５０℃〜４００℃の温度、１〜６０バールの圧力、またはそれらの両方で動作する。
【００８８】
本開示の態様２６は、態様２５を含み得、水性ガスシフト反応器が５：１から３：１の水対一酸化炭素のモル比を含むことができる。
【００８９】
本開示の態様２７によれば、原油から石油化学製品を生成する方法は、態様１〜２６のいずれか１項を含み得、原油と水素を水素化処理反応器に送ることであって、水素化処理反応器が、水素化処理された油を生成する１つ以上の水素化処理触媒を含む、送ることと、水素化処理された油を低沸点留分と高沸点留分とに分離することと、低沸点留分をスチームクラッカーの熱分解セクションに送ってオレフィン、芳香族、またはそれらの両方を含む熱分解流出物を生成することと、高沸点留分をガス化装置に送ることであって、ガス化装置が、水素を生成する、送ることと、ガス化装置によって生成された水素の少なくとも一部を水素化処理反応器に送ることと、を含み得る。
【００９０】
本開示の第２８は、態様１を含み得、原油が、水素と組み合わされて水素化処理反応器に送られる混合流を形成する。
【００９１】
本開示の態様２９は、態様１〜２８のいずれか１項を含み得、水素化処理反応器が、３００℃〜４５０℃の温度および３０〜２００バールの水素分圧で動作する。
【００９２】
本開示の態様３０は、態様１〜２９のいずれか１項を含み得、方法が、７００℃〜９００℃の温度で動作する対流セクションを含むスチームクラッカーに水素化処理された油を送って加熱された水素化処理された油を生成することをさらに含む。
【００９３】
本開示の態様３１は、態様１〜３０のいずれか１項を含み得、方法が、熱分解流出物を少なくとも１つの分離器に輸送することをさらに含み、分離器が、熱分解流出物をオレフィン、芳香族、または両方を含む１つ以上の生成物流に変換する。
【００９４】
本開示の態様３２は、態様１〜３１のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、少なくとも９００℃の温度で動作する。
【００９５】
本開示の態様３３は、態様１〜３２のいずれか１項を含み得、水素化処理反応器が、水素化脱金属触媒、水素化分解触媒、水素化脱芳香族化触媒、水素化脱窒素触媒、または水素化脱硫触媒の１つ以上を含む。
【００９６】
本開示の態様３４は、態様１〜３３のいずれか１項を含み得、水素化処理反応器が、他の水素化処理触媒の上流に配置された水素化脱金属触媒を含む。
【００９７】
本開示の態様３５は、態様１〜３４のいずれか１項を含み得、１つ以上の水素化処理触媒が、原油中の硫黄および金属の含有量を低減する。
【００９８】
本開示の態様３６は、態様１〜３５のいずれか１項を含み得、熱分解流出物が、水素化処理反応器に送られる水素をさらに含む。
【００９９】
本開示の態様３７は、態様１〜３６のいずれか１項を含み得、熱分解流出物が、ベンゼン、トルエン、またはキシレンのうちの１つ以上から選択される芳香族を含む。
【０１００】
本開示の態様３８は、態様１〜３７のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、移動床システム、流動床システム、同伴流システム、またはそれらの組み合わせを含む。
【０１０１】
本開示の態様３９は、態様１〜３８のいずれか１項を含み得、高沸点留分が、固体材料を含む。
【０１０２】
本開示の態様４０は、態様１〜３９のいずれか１項を含み得、固体材料が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ、Ｓ、Ｔｉの天然および合成酸化物またはそれらの組み合わせからなる群から選択される灰生成成分を含む。
【０１０３】
本開示の態様４１は、態様１〜４０のいずれか１項を含み得、方法が、分離器で生成された水素を水素精製ユニットに送ることであって、水素精製が、処理された水素流をもたらす、送ることと、水素化処理反応器の上流で原油と混合するために処理された水素流を送ることと、をさらに含む。
【０１０４】
本開示の態様４２は、態様１〜４１のいずれか１項を含み得、方法が、分離器で生成された熱分解油をガス化装置に送ることであて、ガス化装置が、熱分解油の少なくとも一部を水素に変換する、送ることをさらに含む。
【０１０５】
本開示の態様４３は、態様１〜４２のいずれか１項を含み得、原油流が、１０度〜４０度のＡＰＩ重力を有する。
【０１０６】
本開示の態様４４は、態様１〜４３のいずれか１項を含み得、水素化処理反応器に入る前に少なくとも３００℃の温度に原油を予熱することをさらに含む。
【０１０７】
本開示の第態様４５は、態様１〜４４のいずれか１項を含み得、高沸点留分が、減圧残留物を含む。
【０１０８】
本開示の態様４６は、態様１〜４５のいずれか１項を含み得、ガス化装置が、水素、一酸化炭素、加熱流、またはそれらの組み合わせを生成する。
【図１】
2020517797.tif 000012
【図２】
2020517797.tif 000013
【図３】
2020517797.tif 000014
【図４】
2020517797.tif 000015
【国際調査報告】
2020517797.tif 000016
2020517797.tif 000017
2020517797.tif 000018