(57)【要約】  オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセス。
2020514489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスであって、
（ａ１）原油を軽質成分および重質成分に分離する工程、
（ｂ１）前記重質成分を、脱アスファルト化および脱メタル化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するための有効量の溶媒で溶媒脱アスファルト化ゾーンに充填する工程、
（ｃ１）脱アスファルト化および脱メタル化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流を生成するのに有効な条件下で操作する水素処理ゾーンに装入する工程、
（ｄ１）水素処理された流出物および軽質成分を水蒸気の存在下で熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｅ１）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｆ１）前記工程（ｅ１）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｃ１）にリサイクルする工程、
（ｇ１）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｈ１）前記工程（ｂ１）から分離された前記混合生成物流および前記重質成分から熱分解燃料油の混合流を燃料油ブレンドとして回収する工程を含む統合プロセス。
【請求項２】
高圧分離器内で水素処理ゾーン反応器流出物を分離して、浄化されて水素処理ゾーンに追加の水素源として再循環されるガス部分、および液体部分とを回収する工程と、
低圧分離器内で前記高圧分離器からの前記液体部分を気体部分と液体部分とに分離する工程と、をさらに含み、
前記低圧分離器からの前記液体部分は熱分解に供される水素処理流出物であり、前記低圧分離器からの前記気体部分は前記工程（ｄ１）における分離の後に、前記混合生成物流と組み合わされる請求項１に記載の統合プロセス。
【請求項３】
熱分解工程が水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理された流出物を加熱する工程と、
加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、
前記蒸気画分を前記水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、
前記液体画分を排出する工程と、を含む請求項１に記載の統合プロセス。
【請求項４】
排出された前記液体画分が、前記工程（ｇ１）で回収された前記熱分解燃料油と混合される請求項３に記載の統合プロセス。
【請求項５】
加熱された前記水素処理流出物を前記蒸気画分と前記液体画分とに分離する工程が、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる請求項３に記載の統合プロセス。
【請求項６】
オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスであって、
（ａ２）原油を軽質成分および重質成分に分離する工程、
（ｂ２）前記重質成分を、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンに、第１の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するのに有効な量の溶媒で充填する工程、
（ｃ２）脱アスファルト化および脱金属化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流出物を生成するのに有効な条件下で操作される水素処理ゾーンに装入する工程、
（ｄ２）水素処理された流出物を有効量の溶媒で第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンに装入して、第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、
（ｅ２）水蒸気の存在下で第２の脱アスファルト化および脱金属化油流を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｆ２）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｇ２）前記工程（ｆ２）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｃ２）にリサイクルする工程、
（ｈ２）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｉ２）前記工程（ｂ２）から分離された前記混合生成物流および前記重質成分から熱分解燃料油の混合流を燃料油ブレンドとして回収する工程を含む統合プロセス。
【請求項７】
蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分、および液体部分を回収するために分離ゾーンにおいて第２の脱アスファルト化および脱金属化油流を分離する工程をさらに含み、
前記液体部分は、前記工程（ｆ２）に列挙されるように生成物分離ゾーンから排出され、前記熱分解燃料油と混合される請求項６に記載の統合プロセス。
【請求項８】
熱分解工程は、
水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて前記水素処理流出物を加熱する工程と、
加熱された前記水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、
前記蒸気画分を前記水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、
前記液体画分を排出する工程と、を含む請求項６に記載の統合プロセス。
【請求項９】
排出された前記液体画分が、前記工程（ｇ２）で回収された前記熱分解燃料油と混合される請求項８に記載の統合プロセス。
【請求項１０】
加熱された前記水素処理流出物を前記蒸気画分と前記液体画分とに分離する工程が、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる請求項８に記載の統合プロセス。
【請求項１１】
オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための統合溶剤脱アスファルト化、水素処理および水蒸気熱分解プロセスであって、
（ａ３）脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するための有効量の溶媒とともに、原油を溶媒脱アスファルト化ゾーンに充填する工程、
（ｂ３）前記脱アスファルト化および脱金属化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理された流出物を生成するのに有効な条件下で操作される水素処理ゾーンに装入する工程、
（ｃ３）前記水素処理された流出物を有効量の溶媒で第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンに装入して、第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、
（ｄ３）水蒸気の存在下で前記第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに水素処理流出物を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｅ３）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｆ３）前記工程（ｄ３）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｂ３）にリサイクルする工程、
（ｇ３）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｈ３）分離された前記混合生成物流から熱分解燃料油を回収する工程を含む統合プロセス。
【請求項１２】
分離ゾーンにおいて前記脱アスファルト化および脱金属化油流を分離して、水蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分と、液体部分と、を回収する工程をさらに含み、
前記液体部分は、排出され、前記工程（ｅ３）に記載される生成物分離ゾーンからの前記熱分解燃料油と混合される請求項１１に記載の統合プロセス。
【請求項１３】
熱分解工程は、
水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて前記水素処理流出物を加熱する工程と、
加熱された前記水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、
前記蒸気画分を前記水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、
前記液体画分を排出する工程と、を含む請求項１１に記載の統合プロセス。
【請求項１４】
排出された前記液体画分が、前記工程（ｇ３）で回収された前記熱分解燃料油と混合される請求項１３に記載の統合プロセス。
【請求項１５】
加熱された前記水素処理流出物を前記蒸気画分と前記液体画分とに分離する工程が、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる請求項１３に記載の統合プロセス。
【請求項１６】
オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための一体化水素処理および水蒸気熱分解プロセスであって、
（ａ４）原油を軽質成分と重質成分とに分離する工程、
（ｂ４）汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流出物を生成するのに有効な条件下で操作する水素処理ゾーンに、前記軽質成分および水素を充填する工程、
（ｃ４）水素処理された流出物を溶媒脱アスファルト化ゾーンに有効量の溶媒で充填して、脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、
（ｄ４）水蒸気の存在下で前記脱アスファルト化および脱金属化油流を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｅ４）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｆ４）前記工程（ｅ４）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｂ４）にリサイクルする工程、
（ｇ４）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｈ４）燃料油ブレンドとして、前記工程（ａ４）から分離された前記混合生成物流および前記重質成分から熱分解燃料油の混合流を回収する工程を含む統合プロセス。
【請求項１７】
分離ゾーンにおいて前記脱アスファルト化および脱金属化油流を分離して、水蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分と、液体部分とを回収する工程をさらに含み、
前記液体部分は、排出され、前記工程（ｅ４）に記載される生成物分離ゾーンからの前記熱分解燃料油と混合される請求項１６に記載の統合プロセス。
【請求項１８】
熱分解工程は、
水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて前記水素処理流出物を加熱する工程と、
加熱された前記水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、
前記蒸気画分を前記水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、
前記液体画分を排出する工程と、を含む請求項１６に記載の統合プロセス。
【請求項１９】
排出された前記液体画分が、前記工程（ｇ４）で回収された前記熱分解燃料油と混合される請求項１８に記載の統合プロセス。
【請求項２０】
加熱された前記水素処理流出物を前記蒸気画分と前記液体画分とに分離する工程が、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる請求項１８に記載の統合プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は２０１７年２月２日に出願された欧州特許出願第１７１５４３９４．５号、２０１７年２月２日に出願された欧州特許出願第１７１５４３９５．２号、２０１７年２月２日に出願された欧州特許出願第１７１５４３９１．１号、および２０１７年２月２日に出願された欧州特許出願第１７１５４３９６．０号の優先権の利益を主張し、これらの各々の全内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、アスファルテンを含有する原油に基づく、水素処理ユニットのための供給原料の調製方法に関する。
【０００３】
本発明はまた、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関する。
【背景技術】
【０００４】
製油所は、石油がますます重くなるという課題に直面している。アスファルテンはＳ、Ｎ、Ｎｉ、Ｖなどの不純物の大部分を含む複雑な高分子である重油の加工において最も困難な成分であり、アスファルテンの組成、構造、濃度は、重油の品質や加工効果をある程度大きく左右する。水素処理は、重油処理の最も有効な技術の一つである。しかしながら、水素処理の間、触媒の表面上の炭素析出物および細孔ブロッキングはアスファルテンの成分の凝集およびコークス化のために容易に起こり、これは、触媒の運転寿命およびプラントの運転期間を大幅に短縮しうる。重油中のこれらの高分子量、大多環芳香族炭化水素分子または関連するヘテロ原子（たとえば、Ｓ、Ｎ、Ｏ）含有多環炭化水素分子は、アスファルテンと呼ばれる。硫黄のかなりの部分は、これらのアスファルテンの構造内に含まれる。アスファルテンの芳香族構造が大きいため、硫黄は本質的に耐火性であり、除去が困難である。
【０００５】
したがって、アスファルテンは、それらを溶解状態に保つのを助ける他の成分とともに原油中に存在する。粗蒸留のプロセスにおいて、アスファルテンよりも低い沸点範囲で存在するこれらの他の成分の大部分は、原油から除去される。これにより、残渣中のアスファルテンが濃縮される。原油残渣中のアスファルテンの溶解度に応じて、凝集により溶液から衝突し、固体として沈殿することがある。下流の水素処理ユニットにおける沈殿したアスファルテンは、水素処理反応器のための触媒汚損およびより短いオンストリーム時間をもたらす。
【０００６】
米国特許出願公開第２００７／０２９５６４０号明細書（特許文献１）はアスファルテン溶媒および粘度低下剤を含む組成物に関し、アスファルテン溶媒および粘度低下剤は、アスファルテン含有材料の粘度を実質的に低下させ、一方、混合された場合、または他の場合、リザーバ内、製造管内、またはその両方でのアスファルテンの堆積を実質的に打ち消すような比率で存在する。
【０００７】
国際公開第２０１３／０３３２９３号（特許文献２）は重油供給成分および溶媒成分を含む混合供給原料を水素処理触媒に暴露して水素処理流出物を形成することと、水素処理流出物を分離して少なくとも液体流出物を形成することと、液体流出物の第１の部分を分留して少なくとも留出生成物を形成することとを含み、溶媒が留出生成物の少なくとも一部を含み、留出生成物の少なくとも一部の少なくとも９０重量％が１４９〜３９９℃の沸点範囲を有する、水素処理生成物の製造方法に関する。
【０００８】
国際公開第２０１３／１１２９６７号（特許文献３）は、オレフィン類および芳香族化合物類のような石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための統合溶媒脱アスファルト化、水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関する。
【０００９】
米国特許出願公開第２０１３／０２２０８８４号明細書（特許文献４）および米国特許出願公開第２０１３／０１９７２８４号明細書（特許文献５）は、オレフィン類および芳香族化合物類などの石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための、統合された水素処理、溶媒脱アスファルト化および水蒸気熱分解プロセスに関する。
【００１０】
米国特許出願公開第２０１３／０１９７２８３号明細書（特許文献６）は、オレフィン類および芳香族化合物類のような石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関する。
【００１１】
分解留出物はクラッカー供給原料の熱分解で得られる副生成物であり、この副生成物は８０〜２６０℃の沸点範囲を有する炭化水素の混合物を含み、その少なくとも３５重量％が不飽和炭化水素からなる。「分解留出物」はまた、コールタールの蒸留から得られる、重合して樹脂にすることができる不飽和化合物の画分であると理解される。クラッキングプロセスの液体生成物は、カーボンブラック油として知られている。カーボンブラック油は芳香族性が高く、カーボンブラックの製造および電極の製造のための貴重な供給原料を構成する。
【００１２】
分解留出物およびカーボンブラック油の両方に対する商業的な必要性が減少している状況では、これらの製品の新しい技術市場および最終用途を開発する必要がある。
【００１３】
触媒の表面上の炭素堆積物および細孔ブロッキングは、望ましくない現象であるばかりでなく、供給原料中に多量の硫黄が存在することでもある。これらの硫黄含有および／または窒素含有有機化合物は、水素化分解反応性能に影響を及ぼす結果として、水素処理ユニット中の反応ゾーン中の活性触媒部位と競合し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２９５６４０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１３／０３３２９３号
【特許文献３】国際公開第２０１３／１１２９６７号
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１３／０２２０８８４号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１３／０１９７２８４号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１３／０１９７２８３号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１１／００８３９９６号明細書
【特許文献８】国際公開第２０１０／００９０７７号
【特許文献９】国際公開第２０１０／００９０８２号
【特許文献１０】国際公開第２０１０／００９０８９号
【特許文献１１】国際公開第２００９／０７３４３６号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００５／０２１１６０３号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Appl. Catal. A General, 204 (2000) 251
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、原油中のアスファルテンの凝集を最小限に減少させる、すなわちアスファルテンを溶解状態に保つ、水素処理ユニットのための原料の調製方法を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、触媒の長い運転寿命およびプラントの長い運転期間をもたらす水素処理ユニットのための供給原料を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、スチームクラッカー分解留出物（ＣＤ）およびスチームクラッカーカーカーボンブラック油（ＣＢＯ）の有用な使用を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は溶媒脱アスファルト化からあまり利益を得ない原油留分、すなわちナフサ、灯油およびディーゼル留分がそのような溶媒脱アスファルト化プロセスに供されない、オレフィンおよび芳香族石油化学製品を製造するための原油の直接加工のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスを提供することである。
【００２０】
本発明の別の目的は原油を直接処理してオレフィンおよび芳香族石油化学製品を製造するための、非品質向上原油留分がそのような水素処理プロセスに供されない、統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
したがって、本発明は部分的にはオレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関し、該プロセスは、
（ａ１）原油を軽質成分および重質成分に分離する工程、
（ｂ１）前記重質成分を、脱アスファルト化および脱メタル化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するための有効量の溶媒で溶媒脱アスファルト化ゾーンに充填する工程、
（ｃ１）脱アスファルト化および脱メタル化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流を生成するのに有効な条件下で操作する水素処理ゾーンに装入する工程、
（ｄ１）水素処理された流出物および軽質成分を水蒸気の存在下で熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｅ１）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｆ１）前記工程（ｅ１）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｃ１）にリサイクルする工程、
（ｇ１）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｈ１）前記工程（ｂ１）から分離された前記混合生成物流および前記重質成分から熱分解燃料油の混合流を燃料油ブレンドとして回収する工程を含む。
【００２２】
本発明はまた、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関し、該プロセスは、
（ａ２）原油を軽質成分および重質成分に分離する工程、
（ｂ２）前記重質成分を、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンに、第１の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するのに有効な量の溶媒で充填する工程、
（ｃ２）脱アスファルト化および脱金属化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流出物を生成するのに有効な条件下で操作される水素処理ゾーンに装入する工程、
（ｄ２）水素処理された流出物を有効量の溶媒で第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンに装入して、第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、
（ｅ２）水蒸気の存在下で第２の脱アスファルト化および脱金属化油流を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｆ２）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｇ２）前記工程（ｆ２）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｃ２）にリサイクルする工程、
（ｈ２）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｉ２）前記工程（ｂ２）から分離された前記混合生成物流および前記重質成分から熱分解燃料油の混合流を燃料油ブレンドとして回収する工程を含む。
【００２３】
本発明はさらに、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接加工のための統合溶媒脱アスファルト化、水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関し、該プロセスは、
（ａ３）脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するための有効量の溶媒とともに、原油を溶媒脱アスファルト化ゾーンに充填する工程、
（ｂ３）前記脱アスファルト化および脱金属化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理された流出物を生成するのに有効な条件下で操作される水素処理ゾーンに装入する工程、
（ｃ３）前記水素処理された流出物を有効量の溶媒で第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンに装入して、第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、
（ｄ３）水蒸気の存在下で前記第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに水素処理流出物を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｅ３）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｆ３）前記工程（ｄ３）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｂ３）にリサイクルする工程、
（ｇ３）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｈ３）分離された前記混合生成物流から熱分解燃料油を回収する工程を含む。
【００２４】
本発明はまた、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスに関し、該プロセスは、
（ａ４）原油を軽質成分と重質成分とに分離する工程、
（ｂ４）汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流出物を生成するのに有効な条件下で操作する水素処理ゾーンに、前記軽質成分および水素を充填する工程、
（ｃ４）水素処理された流出物を溶媒脱アスファルト化ゾーンに有効量の溶媒で充填して、脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、
（ｄ４）水蒸気の存在下で前記脱アスファルト化および脱金属化油流を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、
（ｅ４）熱分解混合生成物流を分離する工程、
（ｆ４）前記工程（ｅ４）で回収された水素を精製し、それを前記工程（ｂ４）にリサイクルする工程、
（ｇ４）分離された前記混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、
（ｈ４）燃料油ブレンドとして、前記工程（ａ４）から分離された前記混合生成物流および前記重質成分から熱分解燃料油の混合流を回収する工程を含む。
【００２５】
以下は、本明細書全体を通して使用され得る様々な用語および語句の定義を含む。
【００２６】
用語「約（about）」または「ほぼ（approximately）」は、当業者によって理解される程度に近いものとして定義される。非限定的な一実施形態では、これらの用語は、１０％以内、好ましくは５％以内、より好ましくは１％以内、最も好ましくは０．５％以内であると定義される。
【００２７】
用語「重量％（wt.%）」、「体積％（vol.%）」または「モル％（mol.%）」は、それぞれ、成分を含む材料の総重量、総体積、または総モルに基づく、成分の重量、体積、またはモルパーセンテージを指す。非限定的な例では、１００モルの材料中の１０モルの成分が１０モル％の成分である。
【００２８】
用語「実質的に（substantially）」およびその変化形は、１０％以内、５％以内、１％以内、または０．５％以内の範囲を含むと定義される。
【００２９】
用語「阻害する（inhibiting）」、「減少させる（reducing）」、「防止する（preventing）」もしくは「回避する（avoiding）」またはこれらの用語の任意の変化形は、特許請求の範囲および／または明細書において使用される場合、所望の結果を達成するための任意の測定可能な減少または完全な阻害を含む。
【００３０】
用語「効果的（effective）」はその用語が本明細書および／または特許請求の範囲で使用されるとき、所望の、予想される、または意図される結果を達成するのに十分な手段である。
【００３１】
用語「ａ」または「ａｎ」の使用は特許請求の範囲または明細書における用語「備える（comprising）」、「含む（including）」、「含む（containing）」、または「有する(having)」と併せて使用される場合、「一つ」を意味しうるが、「一つ以上」、「少なくとも一つ」、および「一つ以上」の意味とも一致する
【００３２】
「備える（comprising）」（および「備える（comprise）」および「備える（comprises）」などの任意の形態を含む）、「有する（having）」（ならびに「有する（have）」および「有する（has）」などの任意の形態を有する）、「含む（including）」（ならびに「含む（includes）」および「含む（include）」などの任意の形態を含む）または「含む（containing）」（ならびに「含む（contains）」および「含む（contain）」などの任意の形態を含む）という用語は包括的またはオープンエンドであり、追加の、非記載の要素または方法工程を除外しない。
【００３３】
本発明の方法は、本明細書を通して開示される、特定の成分、成分、組成物などを「含む（comprise）」、「本質的に〜からなる（consist essentially of）」、または「からなる（consist of）」ことができる。
【００３４】
本発明の文脈において、３１の実施形態がここで説明される。実施形態１は、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための、統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスである。このプロセスは、（ａ１）原油を軽質成分と重質成分とに分離する工程、（ｂ１）重質成分を、脱アスファルト化および脱メタル化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するための有効量の溶媒で溶媒脱アスファルト化ゾーンに充填する工程、（ｃ１）脱アスファルト化および脱メタル化された油流および水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流を生成するのに有効な条件下で操作する水素処理ゾーンに装入する工程、（ｄ１）水蒸気の存在下で水素処理された流出物および軽質成分を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、（ｅ１）熱分解混合生成物流を分離する工程、（ｆ１）工程（ｅ１）で回収された水素を精製し、それを工程（ｃ１）にリサイクルする工程、（ｇ１）分離された混合生成物流からオレフィンおよび芳香族を回収する工程、ならびに、（ｈ１）工程（ｂ１）から分離された混合生成物流および重質成分から熱分解燃料油の混合流を燃料油ブレンドとして回収する工程、を含む。実施形態２は実施形態１の統合プロセスであり、さらに、高圧分離器内で水素処理ゾーン反応器流出物を分離して、浄化されて水素処理ゾーンに追加の水素源として再循環されるガス部分、および液体部分とを回収する工程と、低圧分離器内の高圧分離器からの液体部分を気体部分と液体部分とに分離する工程とを含み、低圧分離器からの液体部分は熱分解に供される水素処理流出物であり、低圧分離器からの気体部分は工程（ｄ１）における分離の後に、混合生成物流と組み合わされる。実施形態３は、熱分解工程が水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理された流出物を加熱する工程と、加熱された水素処理された流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、液体画分を排出する工程とを含む実施形態１の統合プロセスである。実施形態４は、排出された液体画分が工程（ｇ１）で回収された熱分解燃料油と混合される実施形態３の統合プロセスである。実施形態５は加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することが、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離デバイスを用いる実施形態３の統合プロセスである。実施形態６は、実施形態５の統合プロセスであり、蒸気−液体分離デバイスは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流動する流体混合物および曲線導管を受容するための入口を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションは、蒸気が通過するサイクロン部材の上端にあるライザーセクションと、液体が通過する液体収集器／沈殿セクションとを含む。実施形態７は、実施形態１の統合プロセスであって、工程（ｄ１）は、熱分解混合生成物流を複数の圧縮ステージで圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流に苛性処理を施して、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を生成する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減されたた熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、工程（ｅ１）におけるようなオレフィン類および芳香族化合物類、ならびに、工程（ｆ１）におけるような熱分解燃料油を、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から取得する工程と、を含み、工程（ｅ１）は水素処理ゾーンへの再循環のために、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製する工程とを含む実施形態１の統合プロセスである。実施形態８は、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程が熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む実施形態７の統合プロセスである。
【００３５】
実施形態９は、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための、統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスである。このプロセスは、（ａ２）原油を軽質成分と重質成分とに分離する工程、（ｂ２）重質成分を、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンに、第１の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するのに有効な量の溶媒で充填する工程、（ｃ２）脱アスファルト化および脱金属化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流出物を生成するのに有効な条件下で操作される水素処理ゾーンに装入する工程、（ｄ２）水素処理された流出物を有効量の溶媒で第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンに装入して、第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、（ｅ２）水蒸気の存在下で第２の脱アスファルト化および脱金属化油流を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、（ｆ２）熱分解混合生成物流を分離する工程、（ｇ２）工程（ｆ２）で回収された水素を精製し、それを工程（ｃ２）にリサイクルする工程、（ｈ２）分離された混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、（ｉ２）工程（ｂ２）から分離された混合生成物流および重質成分から熱分解燃料油の混合流を燃料油ブレンドとして回収する工程を含む。実施形態１０は蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分、および液体部分を回収するために分離ゾーンにおいて第２の脱アスファルト化および脱金属化油流を分離することをさらに含み、液体部分は、工程（ｆ２）に列挙されるように生成物分離ゾーンから排出され、熱分解燃料油と混合される実施形態９の統合プロセスである。実施形態１１は実施形態９の統合プロセスであり、熱分解工程は、水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱する工程と、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、液体画分を排出する工程とを含む。実施形態１２は、排出された液体画分が工程（ｇ２）で回収された熱分解燃料油と混合される実施形態１１の統合プロセスである。実施形態１３は加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することが、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離デバイスを用いる実施形態１１の統合プロセスである。実施形態１４は実施形態１３の統合プロセスであり、蒸気−液体分離デバイスは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流動する流体混合物および曲線導管を受容するための入口を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションは、蒸気が通過するサイクロン部材の上端にあるライザーセクションと、液体が通過する液体収集器／沈殿セクションとを含む。実施形態１５は実施形態９の集積プロセスであって、工程（ｄ２）が熱分解混合生成物流を複数の圧縮ステージで圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流に苛性処理を施して、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を得る工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、工程（ｅ２）におけるオレフィン類および芳香族化合物類、ならびに工程（ｆ２）における熱分解燃料油を、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から得る工程と、を含み、工程（ｅ２）は、水素処理ゾーンでの再利用のために、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製することを含む。実施形態１６は、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程が熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む実施形態１５に記載の統合プロセスである。
【００３６】
実施形態１７は、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための統合された溶媒脱アスファルト化、水素処理、および水蒸気熱分解プロセスである。このプロセスは、（ａ３）脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成するための有効量の溶媒とともに、原油を溶媒脱アスファルト化ゾーンに充填する工程、（ｂ３）脱アスファルト化および脱金属化された油流、ならびに水素を、汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理された流出物を生成するのに有効な条件下で操作される水素処理ゾーンに装入する工程、（ｃ３）水素処理された流出物を有効量の溶媒で第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンに装入して、第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、（ｄ３）水蒸気の存在下で第２の脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに水素処理流出物を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、（ｅ３）熱分解混合生成物流を分離する工程、（ｆ３）工程（ｄ３）で回収された水素を精製し、それを工程（ｂ３）にリサイクルする工程、（ｇ３）分離された混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、（ｈ３）分離された混合生成物流から熱分解燃料油を回収する工程を含む。実施形態１８は蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分および液体部分を回収するために分離ゾーン内で脱アスファルト化および脱金属化油流を分離することをさらに含み、液体部分は、排出され、工程（ｅ３）に記載される生成物分離ゾーンからの熱分解燃料油と混合される実施形態１７の統合プロセスである。実施形態１９は、熱分解工程が水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱する工程と、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、液体画分を排出する工程とを含む実施形態１７に記載の統合プロセスである。実施形態２０は、排出された液体画分が工程（ｇ３）で回収された熱分解燃料油と混合される実施形態１９の統合プロセスである。実施形態２１は加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することが、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離デバイスを用いる実施形態１９の統合プロセスである。実施形態２２は実施形態２１の統合プロセスであり、蒸気−液体分離デバイスは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は、流動流体混合物を受容するための入口および曲線導管を有する、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションはサイクロン部材の上端にあり、蒸気が通過するライザーセクション、および液体が通過する液体収集器／沈降セクションである。実施形態２３は、実施形態１７の統合プロセスであって、工程（ｄ３）は、熱分解混合生成物流を複数の圧縮ステージで圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流を苛性処理に供して、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を生成する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から、工程（ｅ３）におけるようなオレフィン類および芳香族化合物類、ならびに工程（ｆ３）におけるような熱分解燃料油を得る工程と、を含み、工程（ｅ３）は、水素処理ゾーンへの再循環のために、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製する工程含む実施形態１７の統合プロセスである。実施形態２４は、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程が、熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む実施形態２３に記載の統合プロセスである。
【００３７】
実施形態２５は、オレフィンおよび芳香族石油化学物質を製造するための原油の直接処理のための、統合された水素処理および水蒸気熱分解プロセスである。この方法は、（ａ４）原油を軽質成分と重質成分とに分離する工程、（ｂ４）汚染物質の含有量が減少し、パラフィン性が増加し、鉱山局相関指数（Bureau of Mines Correlation Index）が低下し、米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）が上昇した水素処理流出物を生成するのに有効な条件下で操作する水素処理ゾーンに軽質成分および水素を充填する工程、（ｃ４）水素処理された流出物を溶媒脱アスファルト化ゾーンに有効量の溶媒で充填して、脱アスファルト化および脱金属化油流、ならびに底部アスファルト相を生成する工程、（ｄ４）水蒸気の存在下で脱アスファルト化および脱金属化油流を熱分解して、混合生成物流を生成する工程、（ｅ４）熱分解混合生成物流を分離する工程、（ｆ４）工程（ｅ４）で回収された水素を精製し、それを工程（ｂ４）にリサイクルする工程、（ｇ４）分離された混合生成物流からオレフィン類および芳香族類を回収する工程、ならびに、（ｈ４）燃料油ブレンドとして、工程（ａ４）から分離された混合生成物流および重質成分から熱分解燃料油の混合流を回収する工程を含む。実施形態２６は、蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分、および液体部分を回収するために分離ゾーン内で脱アスファルト化および脱金属化油流を分離することをさらに含み、液体部分は、工程（ｅ４）に列挙されるように生成物分離ゾーンから排出され、熱分解燃料油と混合される実施形態２５の統合プロセスである。実施形態２７は、熱分解工程が水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱する工程と、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、液体画分を排出する工程とを含む実施形態２６に記載の統合プロセスである。実施形態２８は、排出された液体画分が工程（ｇ）で回収された熱分解燃料油と混合される実施形態２７の統合プロセスである。実施形態２９は加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することが、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離デバイスを用いて行われる実施形態２７に記載の統合プロセスである。実施形態３０は実施形態２９の統合プロセスであり、蒸気−液体分離デバイスは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流れている流体混合物および曲線導管を受容するための入口を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションは、蒸気が通過するサイクロン部材の上端にあるライザーセクションと、液体が通過する液体収集器／沈降セクションとを含む。実施形態３０は、実施形態２５の集積プロセスであって、工程（ｄ４）が、熱分解生成物流を複数の圧縮ステージで圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流を苛性処理に供して、硫化水素および二酸化炭素の含有量を低減させた熱分解生成物流を圧縮する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から、工程（ｅ４）におけるようなオレフィン類および芳香族化合物類、ならびに工程（ｆ４）におけるような熱分解燃料油を得る工程と、を含み、工程（ｅ４）は、水素処理ゾーンへの再循環のために、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製することを含む。実施形態３１は、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程が、熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む、実施形態３０の統合プロセスである。
【００３８】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の図面、詳細な説明、および実施例から明らかになるのであろう。しかしながら、図面、詳細な説明、および実施例は本発明の特定の実施形態を示しているが、単に例示のために与えられたものであり、限定することを意味するものではないことを理解されたい。さらに、本発明の精神および範囲内の変更および修正が、この詳細な説明から当業者に明らかになることが企図される。さらなる実施形態では、特定の実施形態からの特徴が他の実施形態からの特徴と組み合わせることができる。たとえば、一実施形態からの特徴は、他の実施形態のいずれかからの特徴と組み合わせることができる。さらなる実施形態では、追加の特徴が本明細書で説明される特定の実施形態に追加されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による統合プロセスの実施形態の一実施形態のプロセスフロー図である。
【図２】統合された溶媒脱アスファルト、水素処理、および水蒸気熱分解プロセスを含む流れ図、ならびに残留バイパスを含むシステムである。
【図３】本発明による統合プロセスの実施形態のプロセスフロー図である。
【図４】本発明による統合プロセスの一実施形態のプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の方法によれば、本発明者らは、溶媒脱アスファルト化を、それから利益を得る原油の部分にのみ適用することが有益であることを見出した。これは、ナフサ、灯油および軽油留分が直接的に水素処理または水蒸気分解装置に行くことを意味する。
【００４１】
上述の実施形態１の本統合プロセスは好ましくは高圧分離器内で水素処理ゾーン反応器流出物を分離して、浄化されて水素処理ゾーンに追加の水素源として再循環されるガス部分と、液体部分とを回収する工程と、低圧分離器内の高圧分離器からの液体部分を気体部分と液体部分とに分離する工程とをさらに含み、低圧分離器からの液体部分は熱分解に供される水素処理流出物であり、低圧分離器からの気体部分は工程（ｄ１）での分離の後に、混合生成物流と組み合わされる。本方法の好ましい実施形態によれば、熱分解工程は、水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱する工程と、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、液体画分を排出する工程とを含む。排出された液体画分は、工程（ｇ１）で回収された熱分解燃料油と混合されることが好ましい。加熱された水素処理流出物の蒸気留分と液体画分への分離は、好ましくは物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる。このような蒸気−液体分離装置は好ましくは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流動する流体混合物および曲線導管を受容するための入口を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションはサイクロン部材の上端にあり、蒸気が通過するライザーセクション、および液体が通過する液体収集器／沈降セクションを有する。本発明による統合プロセスの工程（ｄ１）は、好ましくは、熱分解混合生成物流を複数の圧縮段階で圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流に苛性処理を施して、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を生成する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、工程（ｅ１）におけるようなオレフィン類および芳香族化合物類、ならびに工程（ｆ１）におけるような熱分解燃料油を、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から得る工程と、を含み、工程（ｅ１）は、好ましくは、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製して水素処理ゾーンに再循環させることを含む。この統合プロセスの好ましい実施形態は脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程をさらに含み、この工程は、熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む。
【００４２】
本発明は、以下および本明細書に記載される本統合プロセスの実施形態のプロセスフロー図である図１により詳細に記載され、統合溶媒脱アスファルト化、水素処理、および水蒸気熱分解プロセス、ならびに残留物を含むシステムを含む。統合システムは一般に、供給物分離ゾーン、溶媒脱アスファルト化ゾーン、選択的接触水素処理ゾーン、水蒸気熱分解ゾーン、および生成物分離ゾーンを含む。原料分離ゾーン８０は、原料流１を受け入れるための入口と、排除（rejected）部分８３を排出するための出口と、一つ以上の残留炭化水素部分８１、８２を排出するための出口とを含む。炭化水素部分８１は、溶媒脱アスファルトゾーンに送られる。炭化水素部分８２は、選択的水素処理ゾーンに送られる。分離ゾーン８０のカットポイントは残留燃料油ブレンドと適合するように、たとえば約５４０℃に設定できる。分離ゾーン８０は、フラッシュセパレータのような単段分離装置であってもよい。分離ゾーン８０におけるカットポイントは排除部分８３と残りの炭化水素部分８１とへの分離のみが存在するように、すなわち残りの炭化水素部分８２が存在しないように設定できる。
【００４３】
炭化水素留分８２は有効量の水素２および１５（および必要であれば補給水素源）および溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流２６と混合して、混合流３を形成することができ、混合物３は、３００〜４５０℃で選択的水素処理反応ゾーン４の入口に装入される。
【００４４】
さらなる実施形態では、分離ゾーン８０が、サイクロン相分離デバイス、または、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく他の分離デバイスを含むことができ、または本質的にそれからなる（すなわち、フラッシュゾーンの不在下で動作する）。分離ゾーンが蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイスを含むか、または本質的にそれからなる実施形態では、気化温度およびデバイスに入る材料の流体速度に基づいて、カットポイントを調節できる。
【００４５】
溶媒脱アスファルトゾーンは、一次沈降器１９、二次沈降器２２、脱アスファルト化／脱メタル化油（ＤＡ／ＤＭＯ）分離ゾーン２５、および分離ゾーン２７を含む。一次沈降機１９は、供給流１と、新鮮な溶剤１６、再循環溶剤１７、再循環溶剤２８、またはこれらの溶剤源の組合せでありうる溶剤と、を含む混合流１８を受け入れるための入口を含む。一次沈降機１９はまた、一次ＤＡ／ＤＭＯ相２０を排出するための出口と、一次アスファルト相２１を排出するためのいくつかのパイプ出口とを含む。二次沈降器２２は、一次ＤＡ／ＤＭＯ相２０を受け入れるために両端に配置された二つのＴ型分配器と、二次ＤＡ／ＤＭＯ相２４を排出するための出口と、二次アスファルト相２３を排出するための出口とを含む。ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン２５は二次ＤＡ／ＤＭＯ相２４を受け入れるための入口と、溶媒流２６を排出するための出口と、溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流２６を排出するための出口とを含み、これは選択的水素処理ゾーンのための供給物として役立つ。分離容器２７は、一次アスファルト相２１を受け入れるための入口と、溶媒流２８を排出するための出口と、生成物分離ゾーン７０から熱分解燃料油７１と混合できる底部アスファルト相２９を排出するための出口とを含む。
【００４６】
原料分離ゾーンからの排除部分８３および任意選択で気液分離セクション３６からの未気化重質液体画分３８は分離ゾーン７０からの熱分解燃料油７１（たとえば、「Ｃ１０＋」流として知られる、最低沸点Ｃ１０化合物の沸点より高い温度で沸騰する材料）と組み合わされ、これは、熱分解燃料油ブレンド７２として取り出され、たとえばオフサイト精油所（図示せず）でさらに処理される。
【００４７】
選択的水素処理ゾーンは、無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流と、水蒸気熱分解生成物流から再循環される水素２と、必要であれば補給水素（図示せず）との混合物を受け取るための入口を含む反応器ゾーン４を含む。反応器ゾーン４は、水素処理された流出物５を排出するための出口をさらに含む。
【００４８】
水素処理反応器からの反応器流出物５は、熱交換器（図示せず）で冷却され、高圧分離器６に送られる。分離器トップ７はアミンユニット１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流１３は、再循環圧縮機１４に通され、水素処理反応器中で再循環ガス１５として使用される。実質的に液相である高圧分離器６からの塔底流８は、冷却され、低圧低温分離器９に導入され、そこで気体流と液体流１０に分離される。低圧低温分離器からのガスには、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類などの任意の軽質炭化水素類が含まれる。典型的には、これらのガスがフレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理のために送られる。本明細書の特定の実施形態によれば、水素は、水素、Ｈ２、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類などの任意の軽質炭化水素類を含む気体流１１を水蒸気分解生成物４４と組み合わせることによって回収される。液体流１０は水蒸気熱分解ゾーン３０への供給物として役立つ。
【００４９】
蒸気熱分解ゾーン３０は一般に、対流セクション３２および熱分解セクション３４を含み、これらは、当技術分野で公知の蒸気熱分解ユニット操作、すなわち、蒸気の存在下で熱分解供給物を対流セクションに充填することに基づいて操作できる。さらに、（図１に破線で示されるような）本明細書に記載されるような特定の任意の実施形態では、蒸気液分離セクション３６がセクション３２と３４との間に含まれる。対流セクション３２からの加熱蒸気分解供給物が通過する気液分離セクション３６は、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離装置とすることができる。
【００５０】
急冷ゾーン４０は、蒸気熱分解ゾーン３０の出口と流体連通する入口と、急冷溶液４２を受け入れるための入口と、急冷混合生成物流４４を排出するための出口と、急冷溶液４６を排出するための出口とを含む。
【００５１】
一般に、急冷された中間混合生成物流４４は、圧縮および分留セクションで分離される。このような圧縮および分別セクションは、当技術分野で周知である。
【００５２】
一実施形態では、混合生成物流４４は中間生成物流６５と、本プロセスで精製され、水素処理反応ゾーン４内のリサイクル水素流２として使用される水素６２と、に変換される。中間生成物流６５は水素をさらに含んでもよく、一般に、たとえば当業者に知られているように、一つまたは複数の分離ユニットを含むことができる分離ゾーン７０において最終生成物および残渣に分留される。
【００５３】
一般的な製品分離ゾーン７０は製品流６５および複数の製品出口７３−７８と流体連通した入口を含み、これには、任意に流れ６３と組み合わせることができるメタンを排出する出口７８、エチレンを排出する出口７７、プロピレンを排出する出口７６、ブタジエンを排出する出口７５、混合ブチレンを排出する出口７４、および熱分解ガソリンを排出する出口７３が含まれる。さらに、熱分解燃料油７１を排出するための出口が設けられている。任意選択的に、分離器容器２７からの底部アスファルト相２９および蒸気−液体分離セクション３６からの排除部分３８の一方または両方を熱分解燃料油７１と組み合わせ、混合流を熱分解燃料油ブレンド７２、たとえば低硫黄燃料油ブレンドとして取り出して、オフサイト精油所でさらに処理できる。六つの製品出口が示されているが、たとえば、使用される分離ユニットの配置、ならびに収率および分配要件に応じて、より少ないまたはより多い数の製品出口を設けることができることに留意されたい。
【００５４】
図１に示す配置を用いる方法の好ましい実施態様において、原油供給原料１は、一つ以上の供給源１６、１７および２８からの溶媒と混合される。次に、得られた混合物１８は、一次沈降機１９に移される。混合および沈降によって、二つの相、すなわち第１のＤＡ／ＤＭＯ相２０および第１のアスファルト相２１が第１の沈降機１９において形成される。一次沈降機１９の温度は、供給原料から全てのＤＡ／ＤＭＯを回収するのに十分に低い。たとえば、ｎ−ブタンを使用するシステムの場合、適切な温度範囲は約６０〜１５０℃であり、適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎブタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１５〜２５バールである。ｎ−ペンタンを使用するシステムでは、適切な温度範囲は約６０〜約１８０℃であり、適切な圧力範囲は同様に、溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎ−ペンタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１０〜２５バールである。第２の沈降槽の温度は、通常、第１の沈降槽の温度よりも高い。
【００５５】
少量のアスファルトを含む大部分の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含む一次ＤＡ／ＤＭＯ相２０は、一次沈降機１９の頂部に位置する出口およびコレクターパイプ（図示せず）を介して排出される。４０〜５０体積％の溶媒を含有する一次アスファルト相２１は、一次沈降機１９の底部に位置するいくつかのパイプ出口を介して排出される。一次ＤＡ／ＤＭＯ相２０は、抽出のための最終段階として働く二次沈降器２２の両端で二つのＴ型分配器に入る。少量の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含有する二次アスファルト相２３は、第２の沈降器２２から排出され、ＤＡ／ＤＭＯを回収するために第１の沈降器１９に再循環される。二次ＤＡ／ＤＭＯ相２４が得られ、ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン２５に通されて、溶媒流１７および無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流２６が得られる。沈降機に充填された溶媒の９０重量％より多くがＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン２５に入り、これはＤＡ／ＤＭＯからの溶媒の迅速かつ効率的なフラッシュ分離を可能にするような寸法である。一次アスファルト相２１は、溶媒流２８および底部アスファルト相２９のフラッシュ分離のために分離容器２７に運ばれる。溶媒流１７および２８は一次沈降機１９のための溶媒として使用することができ、したがって、新鮮な溶媒１６の必要量を最小限に抑えることができる。
【００５６】
溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒には、プロパン、ブタン類およびペンタン類などの純粋な液体炭化水素、ならびにそれらの混合物が含まれる。溶媒の選択は、ＤＡＯの要求、ならびに最終生成物の品質および量に依存する。溶媒脱アスファルト化ゾーンの運転条件は、溶媒の臨界点以下の温度、２：１〜５０：１の範囲の溶媒対油比、および沈降器中の溶媒／供給混合物を液体状態に維持するのに有効な範囲の圧力を含む。
【００５７】
本質的に溶剤を含まないＤＡ／ＤＭＯ流２６は任意に水蒸気ストリッピングされて（図示せず）、残存する溶剤を除去し、有効量の水素および流れ１５（および必要であれば補給水素源）と混合されて、合流した流れ３を形成する。混合物３は、３００〜４５０℃で水素処理反応ゾーン４に充填される。特定の実施形態では、水素処理反応ゾーン４が米国特許出願公開第２０１１／００８３９９６号明細書（特許文献７）、および国際公開第２０１０／００９０７７号（特許文献８）、国際公開第２０１０／００９０８２号（特許文献９）、国際公開第２０１０／００９０８９号（特許文献１０）、および国際公開第２００９／０７３４３６号（特許文献１１）に記載されるような一つ以上の単位操作を含む。たとえば、水素処理ゾーンは、有効量の水素化脱金属化触媒を含有する一つ以上の床、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解機能を有する有効量の水素処理触媒を含有する一つ以上の床を含むことができる。追加の実施形態では、水素処理反応ゾーン４が二つ以上の触媒床を含む。さらなる実施形態では、水素処理反応ゾーン４がたとえば、異なる機能の一つ以上の触媒床を各々が含有する複数の反応容器を含む。
【００５８】
水素処理ゾーン４は、原油供給原料を水素化脱金属化、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解するのに有効なパラメーター下で操作する。特定の実施形態において、水素処理は、以下の条件：３００〜４５０℃の運転温度、３０〜１８０バールの運転圧力、および０．１〜１０ｈ−１の液体時間空間速度を使用して実施される。特に、水素処理ゾーンにおいて原油を供給原料として使用する場合、たとえば、大気中の残渣に使用される同じ水素処理ユニット操作と比較して、利点が実証される。たとえば、３７０〜３７５℃の開始温度または運転温度では、失活速度は約１℃／月である。対照的に、残渣を処理する場合、失活速度は約３〜４℃／月に近い。大気中の残留物の処理は典型的には約２００バールの圧力を使用するが、原油を処理する本発明の方法は１００バール程度の低い圧力で操作できる。さらに、供給原料の水素含有量の増加に必要とされる高レベルの飽和を達成するために、このプロセスは、大気中の残留物と比較した場合、高い処理量で操作され得る。ＬＨＳＶは０．５程度の高さであり得、一方、大気中の残留物についてのＬＨＳＶは典型的には０．２５である。予想外の発見は、原油を処理するときの失活速度が通常観察されるものとは逆方向に進行していることである。低処理量（０．２５ｈ−１）での不活性化は４．２℃／月であり、高処理量（０．５ｈ−１）での不活性化は２．０℃／月である。産業において考慮される全ての供給原料について、反対のことが観察される。これは、触媒の洗浄効果に起因しうる。
【００５９】
水素処理ゾーン４からの反応器流出物５は、交換器（図示せず）で冷却され、高圧低温分離器または高温分離器６を含むことができる分離器に送られる。分離器トップ７はアミンユニット１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流１３は再循環圧縮機１４に通され、水素処理反応ゾーン４で再循環ガス１５として使用される。高圧分離器６からの分離器底部８は実質的に液相であり、冷却され、次いで低圧低温分離器９に導入される。残りのガス、たとえば水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３および任意の軽質炭化水素類（Ｃ１〜Ｃ４炭化水素類を含むことができる）を含む流れ１１は通常、低圧低温分離器からパージし、フレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理に送ることができる。本発明の方法の特定の実施形態では、水素が流れ１１（破線で示す）を水蒸気分解装置生成物からの分解ガス（流れ４４）と合わせることによって回収される。低圧分離器９からの塔底物１０は、任意に水蒸気熱分解ゾーン３０に送られる。
【００６０】
水素処理された流出物１０は汚染物質（すなわち、金属、硫黄および窒素）の含有量の減少、パラフィン性の増加、ＢＭＣＩの減少、および米国石油協会比重（American Petroleum Institute gravity）（ＡＰＩ比重）の増加を含む。
【００６１】
水素処理された流出物１０は対流セクション３２に送られ、有効量の蒸気が導入され、たとえば、蒸気入口（図示せず）を介して導入される。対流セクション３２において、混合物はたとえば、一つ以上の廃熱流または他の適切な加熱構成を使用して、所定の温度に加熱される。熱分解供給流と水蒸気との加熱された混合物は、熱分解セクション３４に送られて、混合生成物流３９を生成する。特定の実施形態ではセクション３２からの加熱された混合物が蒸気−液体分離セクション３６を通過し、ここで、部分３８は熱分解燃料油７１と混合するのに適した低硫黄燃料油成分として排除される。
【００６２】
水蒸気熱分解ゾーン３０は、水素処理された流出物１０を、エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブテン、および熱分解ガソリンを含む所望の生成物に分解するのに有効なパラメータの下で作動する。特定の実施形態において、水蒸気分解は、以下の条件：対流セクションおよび熱分解セクションにおいて４００〜９００℃、対流セクションにおいて０．３：１〜２：１の水蒸気対炭化水素比、および０．０５〜２秒の熱分解セクションにおける滞留時間を使用して実施される。
【００６３】
混合生成物流３９は別個の入口を介して導入される急冷液４２（たとえば、水および／または熱分解燃料油）を用いて急冷ゾーン４０の入口に通され、低下した温度（たとえば約３００℃）を有する急冷された混合生成物流４４を生成し、使用済み急冷液４６は、再循環および／またはパージされる。
【００６４】
クラッカーからのガス混合物流出物３９は、典型的には水素、メタン、炭化水素、二酸化炭素類および硫化水素の混合物である。水および／または油急冷で冷却した後、混合物４４を圧縮および分離にかける。非限定的な一例では流れ４４が典型的には４〜６段を含む多段圧縮機で圧縮され、前記多段圧縮機は圧縮ガス混合物５２を生成するために圧縮機ゾーン５１を含むことができる。圧縮ガス混合物５２は、苛性処理ユニット５３で処理されて、硫化水素および二酸化炭素が除去されたガス混合物５４を生成できる。ガス混合物５４は、圧縮機ゾーン５５内でさらに圧縮されてもよい。得られた分解ガス５６は、ユニット５７内で極低温処理を受けて脱水され、モレキュラーシーブを使用してさらに乾燥されてもよい。
【００６５】
ユニット５７からの低温分解ガス流５８は脱メタン塔５９に通すことができ、そこから、分解ガス流から水素およびメタンを含有するオーバーヘッド流６０が生成される。次いで、脱メタン塔５９からの塔底流６５は、脱エタン塔、脱プロパン塔および脱ブタン塔を含む分留塔を含む生成物分離ゾーン７０におけるさらなる処理のために送られる。異なる順序の脱メタン装置、脱エタン装置、脱プロパン装置および脱ブタン装置を有するプロセス構成も使用できる。
【００６６】
図１を参照して本明細書に記載した方法によれば、脱メタン塔５９でメタンから分離し、ユニット６１で水素を回収した後、典型的には８０〜９５体積％の純度を有する水素６２が得られる。ユニット６１における回収方法は極低温（たとえば、約−１５７℃）回収を含む。次いで、水素流６２を圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットなどの水素精製ユニット６４に通して、純度９９．９％＋の水素流２を得るか、または膜分離ユニットに通して、純度約９５％の水素流２を得る。精製された水素流２は、次いで、水素処理ゾーンに必要な水素の大部分として役立つように再循環される。さらに、アセチレン、メチルアセチレンおよびプロパジエン類（図示せず）の水素化反応のために、少量の割合を利用できる。加えて、本明細書のプロセスによれば、メタン流６３は、任意選択で蒸気分解装置に再循環され、バーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用されうる。
【００６７】
脱メタン塔５９からの塔底流６５は、生成物分離ゾーン７０の入口に運ばれ、それぞれ出口７８、７７、７６、７５、７４および７３を介して、メタン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブチレンおよび熱分解ガソリンに分離される。熱分解ガソリンは一般にＣ５−Ｃ９炭化水素を含み、ベンゼン、トルエンおよびキシレン類をこのカットから分離できる。場合により、蒸気−液体分離セクション３６からの底部アスファルト相２９および未気化重質液体画分３８の一方または両方を、分離ゾーン７０からの熱分解燃料油７１（たとえば、「Ｃ１０＋」流として知られる、最低沸点Ｃ１０化合物の沸点より高い温度で沸騰する材料）と組み合わせ、混合流が熱分解燃料油ブレンド７２として取り出され、たとえばオフサイト精油所（図示せず）でさらに処理される。特定の実施形態では、底部アスファルト相２９がアスファルトストリッパー（図示せず）に送られてよく、そこで任意の残留溶媒が、たとえば水蒸気によって除去される。
【００６８】
本発明の別の実施形態を、上記の実施形態９および図２を参照して示す。本発明の方法において、第１の溶媒脱アスファルティングゾーンは、特定のレベルの汚染を犠牲にして、第１の脱アスファルテン油および脱金属油の比較的高い収率で、重質成分から特定のアスファルテン、金属および炭素残渣を除去することを可能にする。次に、続いて生成された水素処理流出物は残りのアスファルテン、金属および炭素残渣を除去するために、第２の溶媒脱アスファルティングゾーンで処理され、その結果、これらは熱分解を受けない。一実施形態では、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒が第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒とは異なる。好ましくは、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒はペンタンであり、第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒はプロパンまたはブタンである。この好ましい実施形態によれば、統合プロセスは分離ゾーンにおいて第２の脱アスファルト化および脱金属化油流を分離して、蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分と、液体部分とを回収する工程をさらに含み、液体部分は工程（ｆ１）に記載されるように、生成物分離ゾーンから排出され、熱分解燃料油と混合される。上記の熱分解工程は、好ましくは水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱することと、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することと、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通すことと、液体画分を排出することとを含む。排出された液体画分は、工程（ｇ１）で回収された熱分解燃料油と混合されることが好ましい。さらに、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することは、物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて実施されることも好ましい。さらに、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンおよび第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンは、一つの単一溶媒脱アスファルト化ユニット中で組み合わされることも好ましい。気液分離装置は好ましくは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流動する流体混合物を受け入れるための入口および曲線導管を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションはサイクロン部材の上端にあり、蒸気が通過する上昇セクション、および液体が通過する液体収集器／沈降セクションを有する。統合プロセスにおける工程（ｄ１）は、好ましくは、熱分解混合生成物流を複数の圧縮段階で圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流に苛性処理を施して、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を生成する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から、工程（ｅ）におけるようなオレフィン類および芳香族類、ならびに工程（ｆ）におけるような熱分解燃料油を得る工程と、を含み、工程（ｅ）は、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製して水素処理ゾーンに再循環することを含む。
【００６９】
この統合されたプロセスは、好ましくは、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程が熱分解工程におけるバーナーおよび／またはヒーターのための燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む場合に実施される。本発明の一実施形態の流れ図が統合された溶媒脱アスファルト、水素処理、および水蒸気熱分解プロセスを含む図２に示されており、このシステムは残部バイパスを含む。統合システムは一般に、供給物分離ゾーン、溶媒脱アスファルト化ゾーン、選択的接触水素処理ゾーン、水蒸気熱分解ゾーン、および生成物分離ゾーンを含む。原料分離ゾーン１８０は、原料流１０１を受け入れるための入口と、排除部分１８３を排出するための出口と、一つ以上の残留炭化水素部分１８１、１８２を排出するための出口とを含む。炭化水素部分１８１は、溶媒脱アスファルトゾーンに送られる。炭化水素部分１８２は、選択的水素処理ゾーンに送られる。分離ゾーン１８０のカットポイントは残留燃料油ブレンドと適合するように、たとえば約５４０℃に設定できる。分離ゾーン１８０は、フラッシュセパレータのような単段分離装置であってもよい。分離ゾーン１８０におけるカットポイントは排除部分１８３と残りの炭化水素部分８１とへの分離のみが存在するように、すなわち残りの炭化水素部分１８２が存在しないように設定できる。
【００７０】
炭化水素留分１８２は有効量の水素１０２および１１５（および必要であれば補給水素源）および溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流１２６と混合して、合わせた流れ１０３を形成することができ、混合物１０３は、３００〜４５０℃の温度で選択的水素処理反応ゾーン１０４の入口に装入される。
【００７１】
さらなる実施形態では、分離ゾーン１８０が、サイクロン相分離デバイス、または蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく他の分離デバイスを含むことができ、または本質的にそれからなる（すなわち、フラッシュゾーンの不在下で動作する）。分離ゾーンが蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイスを含むか、または本質的にそれからなる実施形態では、気化温度およびデバイスに入る材料の流体速度に基づいて、カットポイントを調節できる。
【００７２】
原料分離ゾーンからの排除部分１８３および場合により気液分離セクション１３６からの未気化重質液体画分１３８は分離ゾーン１７０からの熱分解燃料油１７１（たとえば、「Ｃ１０＋」流として知られる、最低沸点Ｃ１０化合物の沸点より高い温度で沸騰する材料）と組み合わされ、これは熱分解燃料油ブレンド１７２として取り出され、たとえばオフサイト精油所（図示せず）でさらに処理される。
【００７３】
選択的水素処理ゾーンは、流れ１８２と、流れ１２６と、蒸気熱分解生成物流から再循環される水素１０２と、必要であれば補給水素（図示せず）とを含む合流流れ１０３を受け取るための入口を含む反応器ゾーン１０４を含む。反応器ゾーン１０４はまた、水素処理された流出物１０５を排出するための出口を含む。
【００７４】
水素処理反応器からの反応器流出物１０５は、熱交換器（図示せず）で冷却され、高圧分離器１０６に送られる。分離器トップ１０７はアミンユニット１１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流１１３は再循環圧縮機１１４に送られ、水素処理反応器中で再循環ガス１１５として使用される。実質的に液相である高圧分離器１０６からの塔底流１０８は、冷却され、低圧低温分離器１０９に導入され、そこでガス流１１１と液体流１１０とに分離される。低圧低温分離器からのガスには、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類などの任意の軽質炭化水素類が含まれる。典型的には、これらのガスがフレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理のために送られる。本明細書の特定の実施形態によれば、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類などの任意の軽質炭化水素類を含む流れ気体流１１１を水蒸気分解生成物１４４と組み合わせることによって、水素を回収する。液体流１１０の全部または一部は、溶媒脱アスファルトゾーンへの供給物として役立つ
【００７５】
溶媒脱アスファルトゾーンは一般に、一次沈降器１１９、二次沈降器１２２、溶媒脱アスファルト／脱金属油（ＤＡ／ＤＭＯ）分離ゾーン１２５、および分離ゾーン１２７を含む。一次沈降機１１９は、水素処理された流出物１１０および溶媒（新鮮な溶媒１１６、再循環溶媒１１７、再循環溶媒１２８、またはこれらの溶媒源の組み合わせでありうる）を受容するための入口を含む。一次沈降機１１９はまた、一次ＤＡ／ＤＭＯ相１２０を排出するための出口と、一次アスファルト相１２１を排出するためのいくつかのパイプ出口とを含む。二次沈降機１２２は、一次ＤＡ／ＤＭＯ相１２０を受け入れるために両端に配置された二つのＴ型分配器と、二次ＤＡ／ＤＭＯ相１２４を排出するための出口と、二次アスファルト相１２３を排出するための出口とを含む。ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン１２５は、二次ＤＡ／ＤＭＯ相２４を受け入れるための入口と、溶媒流１１７を排出するための出口と、蒸気熱分解ゾーン１３０のための供給物として働く無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流１２６を排出するための出口とを含む。分離容器１２７は、一次アスファルト相１２１を受け入れるための入口と、溶媒流２８を排出するための出口と、生成物分離ゾーン１７０から熱分解燃料油１７１と混合できる底部アスファルト相１２９を排出するための出口とを含む。
【００７６】
蒸気熱分解ゾーン１３０は一般に、対流セクション１３２および熱分解セクション１３４を含み、これらは、当技術分野で公知の蒸気熱分解ユニット操作に基づいて操作することができ、すなわち、蒸気の存在下で熱分解供給物を対流セクションに充填できる。加えて、本明細書に記載されるような特定の任意の実施形態において（唯一の図において破線で示されるように）、気液分離セクション１３６は、セクション１３２と１３４との間に含まれる。対流セクション１３２からの加熱蒸気分解供給物が通過し、分留される気液分離セクション１３６は、フラッシュ分離デバイス、蒸気と液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイス、またはこれらのタイプのデバイスの少なくとも一つを含む組合せとすることができる。追加の任意の実施形態では、気液分離ゾーン１４７が気液分離ゾーン１３６と組み合わせて、または気液分離ゾーン１３６がない状態で、セクション１３２の上流に含まれる。流れ１２６は、フラッシュ分離装置、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離装置、またはこれらのタイプの装置の少なくとも一つを含む組み合わせでありうる分離ゾーン１４７で分留される。
【００７７】
追加の任意の実施形態では、流れ１２６が水素処理ゾーン１０４の入口に再循環される。
【００７８】
急冷ゾーン１４０は、混合生成物流１３９を受け入れるための蒸気熱分解ゾーン１３０の出口と流体連通する入口と、急冷溶液１４２を受け入れるための入口と、中間急冷混合生成物流１４４を排出するための出口と、急冷溶液１４６を排出するための出口とを含む。
【００７９】
一般に、急冷された中間混合生成物流１４４は、圧縮および分留セクションで分離される。このような圧縮および分別セクションは、当技術分野で周知である。
【００８０】
好ましい実施形態では、混合生成物流１４４は中間生成物流１６５および水素１６２に変換され、これは本プロセスで精製され、水処理反応ゾーン１０４内のリサイクル水素流１０２として使用される。中間生成物流１６５は水素をさらに含んでもよく、一般に、分離ゾーン１７０において最終生成物および残渣に分別され、分離ゾーン１７０はたとえば当業者に知られているように、脱エタン塔、脱プロパン塔および脱ブタン塔を含む複数の分別塔などの一つまたは複数の分離ユニットであってもよい。
【００８１】
一般的な製品分離ゾーン１７０は製品流１６５および複数の製品出口１７３〜１７８と流体連通した入口を含み、これには、任意に流れ１６３と組み合わせることができるメタンを排出するための出口１７８、エチレンを排出するための出口１７７、プロピレンを排出するための出口１７６、ブタジエンを排出するための出口１７５、混合ブチレンを排出するための出口１７４、および熱分解ガソリンを排出するための出口１７３が含まれる。さらに、熱分解燃料油１７１を排出するための出口が設けられている。任意選択的に、溶媒脱アスファルトゾーン分離器容器１２７からの底部アスファルト相１２９および気液分離セクション１３６からの燃料油部分１３８の一方または両方を熱分解燃料油１７１と組み合わせ、混合流を熱分解燃料油ブレンド１７２、たとえば低硫黄燃料油ブレンドとして取り出して、オフサイト精油所でさらに処理できる。六つの製品出口が示されているが、たとえば、使用される分離ユニットの配置、ならびに収率および分配要件に応じて、より少ないまたはより多い数の製品出口を設けることができることに留意されたい。
【００８２】
唯一の図に示される配置を使用するプロセスの実施形態において、溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流１２６、および場合によっては流れ１８２は、有効量の水素２および１５（および必要であれば補給水素の供給源）と混合されて、合わせた流れ１０３を形成する。混合物１０３は、３００〜４５０℃の温度で水素処理反応ゾーン１０４に充填される。特定の実施形態では、水素処理反応ゾーン１０４が特許文献７、ならびに、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１に記載されるような一つ以上の単位操作を含む。たとえば、水素処理ゾーンは、有効量の水素化脱金属化触媒を含有する一つ以上の床、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解機能を有する有効量の水素処理触媒を含有する一つ以上の床を含むことができる。追加の実施形態では、水素処理ゾーン１０４が二つ以上の触媒床を含む。さらなる実施形態では、水素処理反応ゾーン４がたとえば、異なる機能の一つ以上の触媒床を各々が含有する複数の反応容器を含む。
【００８３】
水素処理ゾーン１０４は、原油供給原料を水素化脱金属化、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解するのに有効なパラメーター下で操作する。特定の実施形態において、水素処理は、以下の条件下で実施される：３００〜４５０℃の運転温度、３０〜１８０バールの運転圧力、および０．１〜１０ｈ−１の液時空間速度。特に、水素処理ゾーン１０４において原料として原油を使用することは、たとえば、大気中の残留物に使用される同じ水素処理ユニット操作と比較して、利点が実証される。たとえば、３７０〜３７５℃の開始温度または運転温度では、失活速度は約１℃／月である。対照的に、残渣を処理する場合、失活速度は約３〜４℃／月に近い。大気中の残留物の処理は典型的には約２００バールの圧力を使用するが、原油を処理する本発明の方法は１００バール程度の低い圧力で運転できる。さらに、供給原料の水素含有量の増加に必要とされる高レベルの飽和を達成するために、このプロセスは、大気中の残留物と比較した場合、高い処理量で操作され得る。ＬＨＳＶは０．５ｈ−１程度とすることができ、一方、大気中の残留物の場合のそれは、典型的には０．２５ｈ−１である。予想外の発見は、原油を処理するときの失活速度が通常観察されるものとは逆方向に進行していることである。低処理量（０．２５ｈ−１）での不活性化は４．２℃／月であり、高処理量（０．５ｈ−１）での不活性化は２．０℃／月である。産業において考慮される全ての供給原料について、反対のことが観察される。これは、触媒の洗浄効果に起因しうる。
【００８４】
水素処理ゾーン１０４からの反応器流出物１０５は、交換器（図示せず）で冷却され、高圧低温または高温分離器１０６を含むことができる分離器に送られる。分離器トップ１０７はアミンユニット１１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流１１３は再循環圧縮機１１４に送られ、水素処理反応ゾーン１０４で再循環ガス１１５として使用される。高圧分離器１０６からの分離器底部１０８は実質的に液相であり、冷却され、次いで低圧低温分離器１０９に導入される。残りのガス、たとえば水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３および任意の軽質炭化水素類（Ｃ１〜Ｃ４炭化水素を含むことができる）を含む流れ１１１は、低圧低温分離器から従来通りにパージされ、フレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理のために送られることができる。このプロセスの特定の実施形態では、水素、および任意選択でＣ１〜Ｃ４も、流れ１１１（破線で示す）を、蒸気分解器生成物からの分解ガス（流れ１４４）と合わせることによって回収される。
【００８５】
水添処理された流出物１１０は汚染物質（すなわち、金属、硫黄および窒素）の含有量の減少、パラフィン性の増加、ＢＭＣＩの減少、およびＡＰＩ比重の増加を含む。
【００８６】
水素処理された流出物１１０は、一つ以上の供給源１１６、１１７および１２８からの溶媒と混合される。次に、得られた混合物１１８を一次沈降機１１９に移す。混合および沈降によって、二つの相、すなわち、第１のＤＡ／ＤＭＯ相１２０および第１のアスファルト相１２１が、第１の沈降器１１９において形成される。一次沈降機１９の温度は、供給原料から全てのＤＡ／ＤＭＯを回収するのに十分に低い。たとえば、ｎ−ブタンを使用するシステムの場合、適切な温度範囲は約６０〜１５０℃であり、適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎ−ブタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１５〜２５バールである。ｎ−ペンタンを使用するシステムでは、適切な温度範囲は約６０〜約１８０℃であり、再び適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎ−ペンタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１０〜２５バールである。第２の沈降槽の温度は、通常、第１の沈降槽の温度よりも高い。
【００８７】
少量のアスファルトを含む大部分の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含む一次ＤＡ／ＤＭＯ相１２０は、一次沈降機１１９およびコレクターパイプ（図示せず）の頂部に位置する出口を介して排出される。２０〜５０体積％の溶媒を含有する一次アスファルト相１２１は、一次沈降機１９の底部に位置するいくつかのパイプ出口を介して排出される。
【００８８】
一次ＤＡ／ＤＭＯ相１２０は、抽出のための最終段階として働く二次沈降器１２２の両端で二つのＴ型分配器に入る。少量の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含有する二次アスファルト相１２３は、第２の沈降器１２２から排出され、ＤＡ／ＤＭＯを回収するために第１の沈降器１１９に再循環される。二次ＤＡ／ＤＭＯ相１２４が得られ、ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン１２５に通されて、溶媒流１１７および無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流２６が得られる。沈降機に充填された溶媒の９０重量％より多くがＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン１２５に入り、これはＤＡ／ＤＭＯからの溶媒の迅速かつ効率的なフラッシュ分離を可能にするような寸法である。一次アスファルト相１２１は、溶媒流１２８および底部アスファルト相１２９のフラッシュ分離のために分離容器１２７に運ばれる。溶媒流１１７および１２８は一次沈降機１１９のための溶媒として使用することができ、したがって、新鮮な溶媒１１６の必要量を最小限に抑えることができる。
【００８９】
溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒には、プロパン、ブタン類およびペンタン類などの純粋な液体炭化水素、ならびにそれらの混合物が含まれる。溶媒の選択は、ＤＡＯの要求、ならびに最終生成物の品質および量に依存する。溶媒脱アスファルトゾーンの運転条件は、溶媒の臨界点以下の温度、２：１〜５０：１（体積：体積）の溶媒対油の比、および沈降器中の溶媒／供給混合物を液体状態に維持するのに有効な範囲の圧力を含む。
【００９０】
本質的に溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流１２６は、溶媒を除去するために随意に水蒸気ストリッピング（図示せず）される。特定の実施形態では、脱アスファルト化および脱金属化油流１２６が蒸気熱分解ゾーン１３０への供給物１４８である。さらなる実施形態では、脱アスファルト化および脱金属化された油流１２６は分離ゾーン１４７に送られ、ここで排出された蒸気部分は蒸気熱分解ゾーン１３０への供給物１４８である。蒸気部分はたとえば、脱アスファルト化および脱金属化油流１２６の沸点に対応する初期沸点、および約３７０〜約６００℃の最終沸点を有することができる。分離ゾーン１４７は、フラッシュ容器、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイス、またはこれらのタイプのデバイスのうちの少なくとも一つを含む組み合わせなどの適切な気液分離ユニット操作を含むことができる。
【００９１】
供給物１４８はたとえば、蒸気入口（図示せず）を介して入ることができる所定量の蒸気の存在下で対流セクション１３２に運ばれる。対流セクション１３２において、混合物はたとえば、一つ以上の廃熱流または他の適切な加熱構成を使用して、所定の温度に加熱される。熱分解供給流と追加の水蒸気との加熱された混合物は、熱分解セクション１３４に送られて、混合生成物流１３９を生成する。特定の実施形態ではセクション１３２からの加熱された混合物が蒸気−液体分離セクション１３６を通過し、ここで、部分１３８は熱分解燃料油１７１と混合するのに適した低硫黄燃料油成分として排除される。
【００９２】
水蒸気熱分解ゾーン１３０は、ＤＡ／ＤＭＯ流を所望の生成物（エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブテンおよび熱分解ガソリンを含む）に分解するのに有効なパラメーター下で作動する。特定の実施形態において、水蒸気分解は、以下の条件を使用して実施される：４００〜９００℃。対流セクションおよび熱分解セクションにおいて、対流ゾーンにおける水蒸気対炭化水素比は０．３：１〜２：１（重量比）の範囲であり、熱分解セクションにおける滞留時間は、０．０５〜２秒の範囲である。
【００９３】
混合生成物流１３９は別個の入口を介して導入される急冷液１４２（たとえば、水および／または熱分解燃料油）を用いて急冷ゾーン１４０の入口に通され、低下した温度（たとえば約３００℃）を有する急冷混合生成物流１４４を生成し、使用済み急冷液１４６は、再循環および／またはパージされる。
【００９４】
クラッカーからのガス混合物流出物１３９は、典型的には水素、メタン、炭化水素類、二酸化炭素および硫化水素の混合物である。水および／または油急冷で冷却した後、混合物１４４を圧縮および分離にかける。一つの非限定的な例では、流れ１４４が典型的には４〜６段を含む多段圧縮機で圧縮され、前記多段圧縮機は圧縮ガス混合物１５２を生成するために、圧縮機ゾーン１５１を含むことができる。圧縮ガス混合物１５２は、苛性処理ユニット１５３内で処理されて、硫化水素および二酸化炭素が除去されたガス混合物１５４を生成できる。ガス混合物１５４は、圧縮機ゾーン１５５でさらに圧縮されてもよい。得られた分解ガス１５６は、ユニット１５７内で極低温処理を受けて脱水され、モレキュラーシーブを使用してさらに乾燥されてもよい。
【００９５】
ユニット１５７からの低温分解ガス流１５８は脱メタン塔１５９に通すことができ、そこから、分解ガス流から水素およびメタンを含有するオーバーヘッド流１６０が生成される。次いで、脱メタン塔１５９からの塔底流１６５は、脱エタン塔、脱プロパン塔および脱ブタン塔を含む分留塔を含む生成物分離ゾーン１７０におけるさらなる処理のために送られる。異なる順序の脱メタン装置、脱エタン装置、脱プロパン装置および脱ブタン装置を有するプロセス構成も使用できる。
【００９６】
本明細書のプロセスによれば、脱メタン塔１５９でメタンから分離し、ユニット１６１で水素を回収した後、典型的には８０〜９５体積％の純度を有する水素１６２が得られる。ユニット１６１における回収方法は極低温（たとえば、約−１５７℃）回収を含む。次いで、水素流１６２を圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットなどの水素精製ユニット１６４に通して、純度９９．９％＋の水素流１０２を得るか、または膜分離ユニットに通して、純度約９５％の水素流１０２を得る。精製された水素流１０２は、次いで、水素処理ゾーンに必要な水素の主要部分として働くように再循環される。さらに、アセチレン、メチルアセチレンおよびプロパジエン類（図示せず）の水素化反応のために、少量の割合を利用できる。さらに、本明細書のプロセスによれば、メタン流１６３は、任意選択で、バーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用される蒸気分解器に再循環させることができる。
【００９７】
脱メタン塔１５９からの塔底流１６５は、生成物分離ゾーン１７０の入口に運ばれ、それぞれ出口１７８、１７７、１７６、１７５、１７４および１７３を経て、メタン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブチレンおよび熱分解ガソリンに分離される。熱分解ガソリンは一般にＣ５−Ｃ９炭化水素を含み、ベンゼン、トルエンおよびキシレン類をこのカットから分離できる。任意選択で、気液分離セクション１３６からの底部アスファルト相１２９および未気化重質液体画分３８の一方または両方を、分離ゾーン１７０からの熱分解燃料油１７１（たとえば、「Ｃ１０＋」流として知られる、最低沸点Ｃ１０化合物の沸点より高い温度で沸騰する材料）と組み合わせ、混合流を熱分解燃料油ブレンド１７２として取り出し、たとえば、オフサイト精油所（図示せず）でさらに処理する。特定の実施形態では、底部アスファルト相１２９がアスファルトストリッパー（図示せず）に送ることができ、そこで、任意の残留溶媒がたとえば水蒸気によって除去される。
【００９８】
実施形態１７に記載され、図３に示されるような本発明の方法において、第１の溶媒脱アスファルティングゾーンは、第１の脱アスファルテン油および脱金属油の比較的高い収率で、しかしあるレベルの汚染を犠牲にして、重質成分からある種のアスファルテン、金属および炭素残渣を除去することを可能にする。次に、続いて生成された水素処理流出物は残りのアスファルテン、金属および炭素残渣を除去するために、第２の溶媒脱アスファルティングゾーンで処理され、その結果、これらは熱分解を受けない。一実施形態では、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒が第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒とは異なる。好ましくは、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒はペンタンであり、第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒はプロパンまたはブタンである。この統合されたプロセスは脱アスファルト化および脱金属化された油流を分離ゾーンで分離して蒸気部分を回収することをさらに含み、蒸気部分は蒸気熱分解ゾーンに送られ、液体部分は排出され、工程（ｅ３）に記載されるように生成物分離ゾーンから熱分解燃料油と混合される。この方法の好ましい実施形態によれば、熱分解工程は、水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱することと、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離することと、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通すことと、液体画分を排出することとを含む。さらに、第１の溶媒脱アスファルト化ゾーンおよび第２の溶媒脱アスファルト化ゾーンは、一つの単一溶媒脱アスファルト化ユニット中で組み合わされることも好ましい。排出された液体画分を工程（ｇ３）で回収された熱分解燃料油と混合することが好ましい。加熱された水素処理流出物の蒸気留分と液体画分への分離は、好ましくは物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる。このような蒸気−液体分離装置は好ましくは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流動する流体混合物および曲線導管を受容するための入口を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションはサイクロン部材の上端にあり、蒸気が通過するライザーセクション、および液体が通過する液体収集器／沈降セクションを有する。本方法による統合方法の工程（ｄ３）は、好ましくは、熱分解混合生成物流を複数の圧縮段階で圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流に苛性処理を施して、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を生成する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から、工程（ｅ３）におけるようなオレフィン類および芳香族類、ならびに工程（ｆ３）におけるような熱分解燃料油を得る工程を含み、工程（ｅ３）は、好ましくは、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製して水素処理ゾーンに再循環させることを含む。この統合プロセスの好ましい実施形態は脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程を含み、さらに、熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程を含む。
【００９９】
以下、図３を参照して本発明をさらに詳細に説明する。統合された溶媒脱アスファルト、水素処理および水蒸気熱分解プロセスを含む流れ図および残留バイパスを含むシステムを図３に示す。統合システムは一般に、溶媒脱アスファルト化ゾーン、選択的接触水素処理ゾーン、水蒸気熱分解ゾーン、および生成物分離ゾーンを含む。溶媒脱アスファルトゾーンは、一次沈降機２１９、二次沈降機２２２、脱アスファルト／脱金属油（ＤＡ／ＤＭＯ）分離ゾーン２２５、および分離ゾーン２２７を含む。一次沈降機２１９は、供給流２０１と、新鮮な溶媒２１６、再循環溶媒２１７、再循環溶媒２２８、またはこれらの溶媒源の組み合わせでありうる溶媒とを含む、組み合わされた流れ２１８を受容するための入口を含む。一次沈降機２１９はまた、一次ＤＡ／ＤＭＯ相２２０を排出するための出口と、一次アスファルト相２２１を排出するためのいくつかのパイプ出口とを含む。二次沈降器２２２は、一次ＤＡ／ＤＭＯ相２２０を受け入れるために両端に配置された二つのＴ型分配器と、二次ＤＡ／ＤＭＯ相２２４を排出するための出口と、二次アスファルト相２２３を排出するための出口とを含む。ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン２２５は二次ＤＡ／ＤＭＯ相２２４を受け入れるための入口と、溶媒流２１７を排出するための出口と、溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流２２６を排出するための出口とを含み、これは、選択的水素処理ゾーンのための供給物として役立つ。流れ２２６は分離器２８８において、流れ２８６と流れ２８７とにさらに分離することができ、流れ２８７は、選択的水素処理ゾーンのための供給原料として役立つ。流れ２８６は分離器２８０において、流れ２８２と流れ２８１とにさらに分離することができ、流れ２８２は、蒸気熱分解ゾーン２３０、特に対流セクション２３２のための供給物として役立つ。好ましい代替例では、流れ２２６は分離器２８８で流れ２８１と流れ２８６に分離され、前記流れ２８６は分離器２８０のための流れ２８２および流れ２８７への供給物として働き、流れ２８２は蒸気熱分解ゾーン２３０、特に対流セクション２３２のための供給物として働き、流れ２８７は選択的水素処理ゾーンのための供給物として働く。分離器容器２２７は、一次アスファルト相２２１を受け入れるための入口と、溶媒流２２８を排出するための出口と、生成物分離ゾーン２７０からの熱分解燃料油２７１および分離器２８０からの流れ２８１と混合できる底部アスファルト相２２９を排出するための出口とを含む。
【０１００】
選択的水素処理ゾーンは、無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流２２６と、蒸気熱分解生成物流から再循環される水素２０２と、必要であれば補給水素（図示せず）との混合物を受け取るための入口を含む反応器ゾーン２０４を含む。反応器ゾーン２０４は、水素処理された流出物２０５を排出するための出口をさらに含む。
【０１０１】
水素処理反応器からの反応器流出物２０５は、熱交換器（図示せず）で冷却され、高圧分離器２０６に送られる。分離器トップ２０７はアミンユニット２１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流２１３は水素処理反応器中で再循環ガス２１５として使用されるために再循環圧縮機２１４に通される。実質的に液相である高圧分離器２０６からの塔底流２０８は、冷却され、低圧低温分離器２０９に導入され、そこで気体流と液体流２１０とに分離される。低圧低温分離器からのガスには、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素などの任意の軽質炭化水素類が含まれる。典型的には、これらのガスがフレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理のために送られる。本明細書の特定の実施形態によれば、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素などの任意の軽質炭化水素類を含む流れ気体流２１１を水蒸気分解生成物２４４と組み合わせることによって、水素を回収する。液体流２１０は、水蒸気熱分解ゾーン２３０への供給物として直接働くことができる。
【０１０２】
好ましい実施形態では液体流２１０が分離ユニット２８３において流れ２８５と流れ２８４とに分離され、流れ２８５は蒸気熱分解ゾーン２３０に送られ、流れ２８４は前述のように、溶媒脱アスファルトゾーンの入口への追加の供給物として使用される。これは、流れ２１０がすでに溶媒脱アスファルトゾーンおよび選択的水素処理ゾーンにおいて処理されている液流２１０が溶媒脱アスファルトゾーンにおいて再度処理されることを意味する。図３による流れ図は一つの溶媒脱アスファルト化ゾーンのみを示すが、実際には二つの異なる溶媒脱アスファルト化ゾーンを同様に操作できる。
【０１０３】
蒸気熱分解ゾーン２３０は一般に、対流セクション２３２および熱分解セクション２３４を含み、これらは、当技術分野で公知の蒸気熱分解ユニット操作、すなわち、蒸気の存在下で熱分解供給物を対流セクションに充填することに基づいて操作できる。さらに、（図３に破線で示されるような）本明細書に記載されるような特定の任意の実施形態では、蒸気液分離セクション２３６がセクション２３２と２３４との間に含まれる。対流セクション２３２からの加熱された蒸気分解供給物が通過する気液分離セクション２３６は、蒸気と液体の物理的または機械的分離に基づく分離装置とすることができる。
【０１０４】
急冷ゾーン２４０は、蒸気熱分解ゾーン２３０の出口と流体連通する入口と、急冷溶液２４２を受け入れるための入口と、急冷混合生成物流２４４を排出するための出口と、急冷溶液２４６を排出するための出口とを含む。
【０１０５】
一般に、急冷された中間混合生成物流２４４は、圧縮および分留セクションで分離される。このような圧縮および分別セクションは、当技術分野で周知である。
【０１０６】
一実施形態では、混合生成物流２４４は中間生成物流２６５および水素２６２に変換され、これは本プロセスで精製され、水処理反応ゾーン２２４内のリサイクル水素流２０２として使用される。中間生成物流２６５は水素をさらに含んでもよく、一般に、たとえば当業者に知られているように、一つまたは複数の分離ユニットを含むことができる分離ゾーン２７０において最終生成物および残渣に分留される。
【０１０７】
一般的な製品分離ゾーン２７０は製品流２６５および複数の製品出口２７３〜２７８と流体連通した入口を含み、これには、任意に流れ２６３と組み合わせることができるメタンを排出するための出口２７８、エチレンを排出するための出口２７７、プロピレンを排出するための出口２７６、ブタジエンを排出するための出口２７５、混合ブチレンを排出するための出口２７４、および熱分解ガソリンを排出するための出口２７３が含まれる。さらに、熱分解燃料油２７１を排出するための出口が設けられている。任意選択的に、分離器容器２２７からの底部アスファルト相２２９および蒸気−液体分離セクション２３６からの排除部分２３８の一方または両方を熱分解燃料油２７１と組み合わせ、混合流を熱分解燃料油ブレンド２７２、たとえば、オフサイト精油所でさらに処理される低硫黄燃料油ブレンドとして取り出すことができる。六つの製品出口が示されているが、たとえば、使用される分離ユニットの配置、ならびに収率および分配要件に応じて、より少ないまたはより多い数の製品出口を設けることができることに留意されたい。
【０１０８】
図３に示される配置を採用するプロセスの実施形態において、原油供給原料２０１は、一つ以上の供給源２１６、２１７、２８４および２２８からの溶媒と混合される。次に、得られた混合物２１８を一次沈降機２１９に移す。混合および沈降によって、二つの相、すなわち、第１のＤＡ／ＤＭＯ相２２０および第１のアスファルト相２２１が、第１の沈降器２１９において形成される。一次沈降機１９の温度は、供給原料から全てのＤＡ／ＤＭＯを回収するのに十分に低い。たとえば、ｎ−ブタンを使用するシステムの場合、適切な温度範囲は約６０〜１５０℃であり、適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎブタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１５〜２５バールである。ｎ−ペンタンを使用するシステムでは、適切な温度範囲は約６０〜約１８０℃であり、再び適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎ−ペンタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１０〜２５バールである。第２の沈降槽の温度は、通常、第１の沈降槽の温度よりも高い。
【０１０９】
少量のアスファルトを含む大部分の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含む一次ＤＡ／ＤＭＯ相２２０は、一次沈降機２１９およびコレクターパイプ（図示せず）の頂部に位置する出口を介して排出される。４０〜５０体積％の溶媒を含有する一次アスファルト相２２１は、一次沈降機２１９の底部に位置するいくつかのパイプ出口を介して排出される。
【０１１０】
一次ＤＡ／ＤＭＯ相２２０は、抽出のための最終段階として働く二次沈降器２２２の両端で二つのＴ型分配器に入る。少量の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含有する二次アスファルト相２２３は、第２の沈降器２２２から排出され、第１の沈降器２１９に再循環されてＤＡ／ＤＭＯを回収する。二次ＤＡ／ＤＭＯ相２２４が得られ、ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン２２５に通されて、溶媒流２１７および無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流２２６が得られる。沈降機に充填された溶媒の９０重量％より多くがＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン２２５に入り、これはＤＡ／ＤＭＯからの溶媒の迅速かつ効率的なフラッシュ分離を可能にするような寸法である。一次アスファルト相２２１は、溶媒流２２８および底部アスファルト相２２９のフラッシュ分離のために分離容器２２７に運ばれる。溶媒流２１７および２２８は一次沈降機２１９のための溶媒として使用することができ、したがって、新鮮な溶媒２１６の必要量を最小限に抑えることができる。溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒には、プロパン、ブタン類およびペンタン類などの純粋な液体炭化水素、ならびにそれらの混合物が含まれる。溶媒の選択は、ＤＡＯの要求、ならびに最終生成物の品質および量に依存する。溶媒脱アスファルト化ゾーンの運転条件は、溶媒の臨界点以下の温度、２：１〜５０：１の溶媒対油比、および沈降器中の溶媒／供給混合物を液体状態に維持するのに有効な範囲の圧力を含む。
【０１１１】
本質的に溶剤を含まないＤＡ／ＤＭＯ流２２６は任意に水蒸気ストリッピング（図示せず）されて、残存する溶剤を除去し、有効量の水素および流れ２１５（および必要であれば補給水素源）と混合されて、一緒になった流れ２０３を形成する。混合物２０３は、３００〜４５０℃で水素処理反応ゾーン２０４に充填される。特定の実施形態では、水素処理反応ゾーン２０４が特許文献７、ならびに、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１に記載されるような一つ以上の単位操作を含む。たとえば、水素処理ゾーンは、有効量の水素化脱金属化触媒を含有する一つ以上の床、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解機能を有する有効量の水素処理触媒を含有する一つ以上の床を含むことができる。追加の実施形態では、水素処理反応ゾーン２０４が二つ以上の触媒床を含む。さらなる実施形態では、水素処理反応ゾーン２０４がたとえば、異なる機能の一つ以上の触媒床を各々が含有する複数の反応容器を含む。
【０１１２】
別の実施形態では流れ２２６が流れ２８６と流れ２８７とにさらに分離され、流れ２８７は有効量の水素および２１５（および必要であれば補給水素源）と混合されて、合流した流れ２０３を形成する。
【０１１３】
流れ２８６はユニット２８０において、流れ２８１と流れ２８２とにさらに分離することができ、流れ２８２は、蒸気熱分解ゾーン２３０に送られる。したがって、水蒸気熱分解ゾーン２３０への供給物は、流れ２８５と流れ２８２との組み合わせとすることができる。
【０１１４】
水素処理ゾーン２０４は、原油供給原料を水素化脱金属化、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解するのに有効なパラメーター下で操作する。特定の実施形態において、水素処理は、以下の条件下で実施される：３００〜４５０℃の運転温度、３０〜１８０バールの運転圧力、および０．１〜１０ｈ−１の液時空間速度。特に、水素処理ゾーン２０４において原油を供給原料として使用することは、たとえば、大気中の残留物に使用される同じ水素処理ユニット操作と比較して、利点が実証される。たとえば、３７０〜３７５℃の開始温度または運転温度では、失活速度は約１℃／月である。対照的に、残渣を処理する場合、失活速度は約３〜４℃／月に近い。大気中の残留物の処理は典型的には約２００バールの圧力を使用するが、原油を処理する本発明の方法は１００バール程度の低い圧力で操作できる。さらに、供給原料の水素含有量の増加に必要とされる高レベルの飽和を達成するために、このプロセスは、大気中の残留物と比較した場合、高い処理量で操作されうる。ＬＨＳＶは０．５程度の高さであり得、一方、大気中の残留物についてのＬＨＳＶは典型的には０．２５である。予想外の発見は、原油を処理するときの失活速度が通常観察されるものとは逆方向に進行していることである。低処理量（０．２５ｈ−１）での不活性化は４．２℃／月であり、高処理量（０．５ｈ−１）での不活性化は２．０℃／月である。産業において考慮される全ての供給原料について、反対のことが観察される。これは、触媒の洗浄効果に起因しうる。
【０１１５】
水素処理ゾーン２０４からの反応器流出物２０５は、交換器（図示せず）で冷却され、高圧低温または高温分離器２０６に送られる。分離器トップ２０７はアミンユニット２１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流２１３は再循環圧縮機２１４に通され、水素処理反応ゾーン２０４で再循環ガス２１５として使用される。高圧分離器６からの分離器底部２０８は実質的に液相であり、冷却され、次いで低圧低温分離器２０９に導入される。残りのガス、たとえば水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３および任意の軽質炭化水素類（Ｃ１〜Ｃ４炭化水素を含むことができる）を含む流れ２１１は、低圧低温分離器から従来通りにパージされ、フレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理に送られることができる。本発明の方法の特定の実施形態では、水素がプロセス２１１（破線で示す）を蒸気分解器生成物からの分解ガス（流れ２４４）と合わせることによって回収される。低圧分離器２０９からの塔底物２１０は、任意選択で分離ゾーン２２０に送られるか、または蒸気熱分解ゾーン２３０に直接送られる。
【０１１６】
水素処理された流出物２１０は汚染物質（すなわち、金属、硫黄および窒素）の含有量の減少、パラフィン性の増加、ＢＭＣＩの減少、およびＡＰＩ比重の増加を含む。
【０１１７】
水素処理された流出物２１０は対流セクション２３２に直接通すことができ、有効量の蒸気が導入され、たとえば、蒸気入口（図示せず）を介して入ることができる。別の実施形態では、水素処理された流出物２１０が分離器２８３において流れ２８５と流れ２８４とに分離され、ここで流れ２８５は有効量の蒸気の存在下で対流セクション２３２に通され、たとえば、蒸気入口（図示せず）を介して入れられる。さらに、対流セクション２３２への供給物はまた、分離器２８０からの流れ２８２を含みうる。
【０１１８】
図３に示すように、流れ２８２は、対流セクション２３２のための供給物としても役立つ。
【０１１９】
対流セクション２３２において、混合物はたとえば、一つ以上の廃熱流または他の適切な加熱構成を使用して、所定の温度に加熱される。熱分解供給流と追加の水蒸気との加熱された混合物は、熱分解セクション２３４に送られて、混合生成物流２３９を生成する。特定の実施形態では部分２３２からの加熱された混合物が蒸気−液体分離部分２３６を通過し、そこで、部分２３８は熱分解燃料油２７１と混合するのに適した低硫黄燃料油成分として排除される。
【０１２０】
水蒸気熱分解ゾーン２３０は、水素処理された流出物２１０を、エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブテンおよび熱分解ガソリンを含む所望の生成物に分解するのに有効なパラメータの下で作動する。特定の実施形態において、水蒸気分解は、以下の条件：対流セクションおよび熱分解セクションにおいて４００〜９００℃、対流セクションにおいて０．３：１〜２：１の水蒸気対炭化水素比、および０．０５〜２秒の熱分解セクションにおける滞留時間を使用して実施される。
【０１２１】
混合生成物流２３９は別個の入口を介して導入される急冷溶液２４２（たとえば、水および／または熱分解燃料油）を用いて急冷ゾーン２４０の入口に通され、低下した温度（たとえば約３００℃）を有する急冷混合生成物流２４４を生成し、使用済み急冷溶液２４６は、再循環および／またはパージされる。
【０１２２】
クラッカーからのガス混合物流出物２３９は、典型的には水素、メタン、炭化水素類、二酸化炭素および硫化水素の混合物である。水および／または油急冷で冷却した後、混合物２４４を圧縮および分離にかける。非限定的な一例では、流れ２４４が多段圧縮機ゾーン２５１で圧縮されて、圧縮ガス混合物２５２を生成する。圧縮ガス混合物２５２は、苛性処理ユニット２５３内で処理されて、硫化水素および二酸化炭素が除去されたガス混合物２５４を生成できる。ガス混合物２５４は、圧縮機ゾーン２５５でさらに圧縮されてもよい。得られた分解ガス２５６は、ユニット２５７内で極低温処理を受けて脱水され、モレキュラーシーブを使用してさらに乾燥されてもよい。
【０１２３】
ユニット２５７からの低温分解ガス流２５８は脱メタン塔２５９に通すことができ、そこから、分解ガス流から水素およびメタンを含有するオーバーヘッド流２６０が生成される。次いで、脱メタン塔２５９からの塔底流２６５は、脱エタン塔、脱プロパン塔および脱ブタン塔を含む分留塔を含む生成物分離ゾーン２７０におけるさらなる処理のために送られる。異なる順序の脱メタン装置、脱エタン装置、脱プロパン装置および脱ブタン装置を有するプロセス構成も使用できる。
【０１２４】
本明細書の方法によれば、脱メタン塔２５９でメタンから分離し、ユニット２６１で水素を回収した後、典型的には８０〜９５体積％の純度を有する水素２６２が得られる。ユニット２６１における回収方法は極低温（たとえば、約−１５７℃）回収を含む。次いで、水素流２６２を圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットなどの水素精製ユニット２６４に通して、純度９９．９％＋の水素流２０２を得るか、または膜分離ユニットに通して、純度約９５％の水素流２０２を得る。精製された水素流２０２は、次いで、水素処理ゾーンに必要な水素の主要部分として働くように再循環される。さらに、アセチレン、メチルアセチレンおよびプロパジエン類（図示せず）の水素化反応のために、少量の割合を利用できる。さらに、本明細書のプロセスによれば、メタン流２６３は、任意選択で、バーナーおよび／またはヒーターのための燃料として使用される蒸気分解器に再循環させることができる。
【０１２５】
脱メタン塔２５９からの塔底流２６５は、生成物分離ゾーン２７０の入口に運ばれ、それぞれ出口２７８、２７７、２７６、２７５、２７４および２７３を経て、メタン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブチレンおよび熱分解ガソリンに分離される。熱分解ガソリンは一般にＣ５−Ｃ９炭化水素を含み、ベンゼン、トルエンおよびキシレン類をこのカットから分離できる。任意選択で、気液分離セクション２３６からの底部アスファルト相２２９および未気化重質液体画分２３８の一方または両方を、分離ゾーン２７０からの熱分解燃料油２７１（たとえば、「Ｃ１０＋」流として知られる、最低沸点Ｃ１０化合物の沸点より高い温度で沸騰する材料）と組み合わせ、混合流を熱分解燃料油ブレンド２７２として取り出し、たとえば、オフサイト精油所（図示せず）でさらに処理する。特定の実施形態では、底部アスファルト相２２９がアスファルトストリッパー（図示せず）に送ることができ、そこで、任意の残留溶媒がたとえば水蒸気によって除去される。
【０１２６】
本発明者らはまた、水素処理および溶媒脱アスファルト化を、それから利益を得る原油の部分のみに適用するのに有益であることを見出した。これは、非品質向上原油留分が排出されることを意味する。上述の実施形態２５の統合プロセスは、好ましくは、分離ゾーンにおいて脱アスファルト化および脱金属化された油流を分離して、蒸気熱分解ゾーンに送られる蒸気部分と、液体部分とを回収することを含み、液体部分は上述の実施形態２５の工程（ｅ４）に記載されるように、生成物分離ゾーンから排出され、熱分解燃料油と混合される。したがって、実施形態２５による本発明の好ましい実施形態によれば、熱分解工程は、水蒸気熱分解ゾーンの対流セクションにおいて水素処理流出物を加熱する工程と、加熱された水素処理流出物を蒸気画分と液体画分とに分離する工程と、蒸気画分を水蒸気熱分解ゾーンの熱分解セクションに通す工程と、液体画分を排出する工程とを含む。排出された液体画分を工程（ｇ４）で回収された熱分解燃料油と混合することが好ましい。加熱された水素処理流出物の蒸気留分と液体画分への分離は、好ましくは物理的および機械的分離に基づく蒸気−液体分離装置を用いて行われる。このような蒸気−液体分離装置は好ましくは入口部分および移行部分を有する予備回転要素を含み、入口部分は流動する流体混合物および曲線導管を受容するための入口を有し、制御されたサイクロンセクションは曲線導管およびサイクロンセクションの収束を介して予備回転要素に隣接する入口を有し、サイクロンセクションはサイクロン部材の上端にあり、蒸気が通過するライザーセクション、および液体が通過する液体収集器／沈降セクションを有する。本発明による統合プロセスの工程（ｄ４）は、好ましくは、複数の圧縮段階で熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮された熱分解混合生成物流を苛性処理にかけて、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を生成する工程と、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された圧縮熱分解混合生成物流を圧縮する工程と、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流を脱水する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程と、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流の残部から、工程（ｅ４）におけるようなオレフィン類および芳香族化合物類、ならびに工程（ｆ４）におけるような熱分解燃料油を得る工程とを含み、工程（ｅ４）は、好ましくは、水素処理ゾーンへの再循環のために、脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から回収された水素を精製することを含む。本発明の好ましい実施形態によれば、統合プロセスは脱水され、圧縮され、硫化水素および二酸化炭素の含有量が低減された熱分解混合生成物流から水素を回収する工程をさらに含み、この工程は、熱分解工程においてバーナーおよび／またはヒーター用の燃料として使用するためのメタンを別々に回収する工程をさらに含む。本発明は、統合分離、水素処理、溶媒脱アスファルト、および水蒸気熱分解プロセスおよびシステムを含む本発明の実施形態のプロセスフロー図である図４を参照して、以下でさらに詳細に説明される。
【０１２７】
このシステムは、初期供給物分離ゾーン、選択的水素処理ゾーン、溶媒脱アスファルト化ゾーン、水蒸気熱分解ゾーンおよび生成物分離ゾーンを含む。原料分離ゾーン３８０は、原料流３０１を受け入れるための入口と、排除部分３８３を排出するための出口と、一つ以上の残留炭化水素部分３８２を排出するための出口とを含む。炭化水素部分３８３は、流れ３２９、３４９、３３８および３７１のような一つ以上の流れと混合される。炭化水素部分３８２は、選択的水素処理ゾーンに送られる。分離ゾーン３８０のカットポイントは残留燃料油ブレンドと適合するように、たとえば約５４０℃に設定できる。分離ゾーン３８０は、フラッシュセパレータのような単段分離装置とすることができる。分離ゾーン３８０におけるカットポイントは、排除部分８３と一つの残りの炭化水素部分３８２への分離のみが存在するように設定できる。
【０１２８】
さらなる実施形態では、分離ゾーン３８０が、サイクロン相分離デバイス、または蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく他の分離デバイスを含むことができ、または本質的にそれからなる（すなわち、フラッシュゾーンの不在下で動作する）。分離ゾーンが蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイスを含むか、または本質的にそれからなる実施形態では、気化温度およびデバイスに入る材料の流体速度に基づいて、カットポイントを調節できる。
【０１２９】
選択的水素処理ゾーンは、分離器３８０から生じる供給流３８２と、水蒸気熱分解生成物流から再循環される水素３０２と、必要であれば補給水素（図示せず）とを含む混合流３０３を受け取るための入口を含む反応器ゾーン３０４を含む。反応器ゾーン３０４はまた、水素処理された流出物３０５を排出するための出口を含む。
【０１３０】
水素処理反応器からの反応器流出物３０５は、熱交換器（図示せず）で冷却され、高圧分離器３０６に送られる。分離器トップ３０７はアミンユニット３１２で洗浄され、得られた水素リッチガス流３１３は、水素処理反応器中で再循環ガス３１５として使用されるために再循環圧縮機３１４に通される。実質的に液相である高圧分離器３０６からの塔底流３０８は、冷却され、低圧低温分離器３０９に導入され、そこでガス流３１１と液体流３１０とに分離される。低圧低温分離器からのガスには、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類などの任意の軽質炭化水素が含まれる。典型的には、これらのガスがフレア処理または燃料ガス処理などのさらなる処理のために送られる。本明細書の特定の実施形態によれば、水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類などの任意の軽質炭化水素類を含む流れ気体流３１１を水蒸気分解生成物３４４と組み合わせることによって、水素を回収する。液体流３１０の全部または一部は、溶媒脱アスファルト化ゾーンへの供給物として役立つ
【０１３１】
溶媒脱アスファルト化ゾーンは一般に、一次沈降器３１９、二次沈降器３２２、溶媒脱アスファルト化／脱メタル化油（ＤＡ／ＤＭＯ）分離ゾーン３２５、および分離ゾーン３２７を含む。一次沈降機３１９は、水素処理された流出物３１０および溶媒（新鮮な溶媒３１６、再循環溶媒３１７、再循環溶媒３２８、またはこれらの溶媒源の組み合わせでありうる）を受容するための入口を含む。一次沈降機３１９はまた、一次ＤＡ／ＤＭＯ相３２０を排出するための出口と、一次アスファルト相３２１を排出するためのいくつかのパイプ出口とを含む。二次沈降機３２２は、一次ＤＡ／ＤＭＯ相３２０を受け入れるために両端に配置された二つのＴ型分配器と、二次ＤＡ／ＤＭＯ相３２４を排出するための出口と、二次アスファルト相３２３を排出するための出口とを含む。ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン３２５は二次ＤＡ／ＤＭＯ相３２４を受け入れるための入口と、溶媒流３１７を排出するための出口と、無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流３２６を排出するための出口とを含み、これは蒸気熱分解ゾーン３３０のための供給物として働く。分離容器３２７は、一次アスファルト相３２１を受け入れるための入口と、溶媒流３２８を排出するための出口と、生成物分離ゾーン３７０から熱分解燃料油３７１と混合できる底部アスファルト相３２９を排出するための出口とを含む。
【０１３２】
蒸気熱分解ゾーン３３０は一般に、対流セクション３３２および熱分解セクション３３４を含み、これらは、当技術分野で公知の蒸気熱分解ユニット操作に基づいて操作することができ、すなわち、蒸気の存在下で熱分解供給物を対流セクションに充填できる。さらに、（図４に破線で示されるような）本明細書に記載されるような特定の任意の実施形態では、気液分離セクション３３６がセクション３３２と３３４との間に含まれる。対流セクション３３２からの加熱された蒸気分解供給物が通過し、分留される気液分離セクション３３６は、フラッシュ分離デバイス、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイス、またはこれらのタイプのデバイスのうちの少なくとも一つを含む組合せとすることができる。追加の任意の実施形態では、蒸気−液体分離ゾーン３４７が蒸気−液体分離ゾーン３３６と組み合わせて、または蒸気−液体分離ゾーン３３６が存在しない状態で、セクション３３２の上流に含まれる。流れ３２６は、フラッシュ分離装置、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離装置、またはこれらのタイプの装置の少なくとも一つを含む組み合わせでありうる分離ゾーン３４７で分留される。
【０１３３】
急冷ゾーン３４０は、混合生成物流３３９を受け取るための蒸気熱分解ゾーン３３０の出口と流体連通する入口と、急冷溶液３４２を受け入れるための入口と、中間急冷混合生成物流３４４を排出するための出口と、急冷溶液３４６を排出するための出口とを含む。
【０１３４】
一般に、急冷された中間混合生成物流３４４は、圧縮および分留セクションにおいて分離に供される。このような圧縮および分別セクションは、当技術分野で周知である。
【０１３５】
一実施形態では混合生成物流３４４が中間生成物流３６５および水素３６２に変換され、これは本プロセスで精製され、水処理反応ゾーン３０４内のリサイクル水素流３０２として使用される。中間生成物流３６５は水素をさらに含んでもよく、一般に、分離ゾーン３７０において最終生成物および残渣に分留され、分離ゾーン３７０はたとえば、当業者に知られているように、脱エタン塔、脱プロパン塔および脱ブタン塔を含む複数の分留塔などの一つまたは複数の分離ユニットであってもよい。
【０１３６】
一般的な製品分離ゾーン３７０は製品流３６５および複数の製品出口３７３−３７８と流体連通した入口を含み、これには、任意に流れ３６３と組み合わせることができるメタンを排出する出口３７８、エチレンを排出する出口３７７、プロピレンを排出する出口３７６、ブタジエンを排出する出口３７５、混合ブチレンを排出する出口３７４、および熱分解ガソリンを排出する出口３７３が含まれる。さらに、熱分解燃料油３７１を排出するための出口が設けられている。任意選択的に、溶媒脱アスファルトゾーン分離器容器３２７からの底部アスファルト相３２９および蒸気−液体分離セクション３３６からの燃料油部分３３８の一方または両方を熱分解燃料油３７１と組み合わせ、混合流を熱分解燃料油ブレンド３７２、たとえば低硫黄燃料油ブレンドとして取り出して、オフサイト精油所でさらに処理できる。六つの製品出口が示されているが、たとえば、使用される分離ユニットの配置、ならびに収率および分配要件に応じて、より少ないまたはより多い数の製品出口を設けることができることに留意されたい。
【０１３７】
図４に示される配置を使用するプロセスの実施形態では原油供給原料３０１が分離器３８０に送られ、流れ３８２と流れ３８３とに分離され、流れ３８２は有効量の水素３０２および３１５（および必要であれば補給水素源）と混合されて、合わせた流れ３０３を形成する。混合物３０３は、３００〜４５０℃で水素処理反応ゾーン３０４に充填される。特定の実施形態では、水素処理反応ゾーン３０４が同一出願人による特許文献７、ならびに、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、および特許文献１１に記載されているような一つまたは複数の単位操作を含み、これらはすべて参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。たとえば、水素処理ゾーンは、有効量の水素化脱金属化触媒を含有する一つ以上の床、および水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解機能を有する有効量の水素処理触媒を含有する一つ以上の床を含むことができる。追加の実施形態では、水素処理ゾーン３０４が二つ以上の触媒床を含む。さらなる実施形態では、水素処理反応ゾーン３０４がたとえば、異なる機能の一つ以上の触媒床を各々が含有する複数の反応容器を含む。
【０１３８】
水素処理ゾーン３０４は、原油供給原料を水素化脱金属化、水素化脱芳香族化、水素化脱窒素化、水素化脱硫および／または水素化分解するのに有効なパラメーター下で操作する。特定の実施形態において、水素処理は、以下の条件下で実施される：３００〜４５０℃の運転温度、３０〜１８０バールの運転圧力、および０．１〜１０ｈ−１の液時空間速度。特に、水素処理ゾーン３０４において原油を供給原料として使用することは、たとえば、大気中の残渣に使用される同じ水素処理ユニット操作と比較して、利点が実証される。たとえば、３７０〜３７５℃の開始温度または運転温度では、失活速度は約１℃／月である。対照的に、残渣を処理する場合、失活速度は約３〜４℃／月に近い。大気中の残留物の処理は典型的には約２００バールの圧力を使用するが、原油を処理する本発明の方法は１００バール程度の低い圧力で操作できる。さらに、供給原料の水素含有量の増加に必要とされる高レベルの飽和を達成するために、このプロセスは、大気中の残留物と比較した場合、高い処理量で操作され得る。ＬＨＳＶは０．５ｈ−１程度とすることができ、一方、大気中の残留物の場合のそれは、典型的には０．２５ｈ−１である。予想外の発見は、原油を処理するときの失活速度が通常観察されるものとは逆方向に進行していることである。低処理量（０．２５ｈ−１）での不活性化は４．２℃／月であり、高処理量（０．５ｈ−１）での不活性化は２．０℃／月である。産業において考慮される全ての供給原料について、反対のことが観察される。これは、触媒の洗浄効果に起因しうる。
【０１３９】
水素処理ゾーン３０４からの反応器流出物３０５は、交換器（図示せず）で冷却され、高圧低温または高温分離器３０６を含むことができる分離器に送られる。分離器トップ３０７をアミンユニット３１２で洗浄し、得られた水素リッチガス流３１３を再循環圧縮機３１４に通し、水素処理反応ゾーン３０４で再循環ガス３１５として使用する。高圧分離器３０６からの分離器底部３０８は実質的に液相であり、冷却され、次いで低圧低温分離器３０９に導入される。残りのガス、たとえば水素、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３および任意の軽質炭化水素類（Ｃ１〜Ｃ４炭化水素類を含むことができる）を含む流れ３１１は、通常、低圧低温分離器からパージされ、さらなる処理、たとえばフレア処理または燃料ガス処理のために送られることができる。本発明の方法の特定の実施形態では、水素が流れ３１１（破線で示す）を蒸気分解器生成物からの分解ガス、流れ３４４と合わせることによって回収される。
【０１４０】
水添処理された流出物３１０は汚染物質（すなわち、金属、硫黄および窒素）の含有量の減少、パラフィン性の増加、ＢＭＣＩの減少、およびＡＰＩ比重の増加を含む。
【０１４１】
水素処理された流出物３１０は、一つ以上の供給源３１６、３１７および３２８からの溶媒と混合される。次に、得られた混合物３１８を一次沈降機３１９に移す。混合および沈降によって、二つの相、すなわち、第１のＤＡ／ＤＭＯ相３２０および第１のアスファルト相３２１が、第１の沈降機３１９において形成される。一次沈降機３１９の温度は、供給原料から全てのＤＡ／ＤＭＯを回収するのに十分に低い。たとえば、ｎ−ブタンを使用するシステムの場合、適切な温度範囲は約６０〜１５０℃であり、適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎ−ブタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１５〜２５バールである。ｎ−ペンタンを使用するシステムでは、適切な温度範囲は約６０〜約１８０℃であり、再び適切な圧力範囲は溶媒を液相に維持するために、運転温度でのｎ−ペンタンの蒸気圧よりも高い圧力、たとえば約１０〜２５バールである。第２の沈降槽の温度は、通常、第１の沈降槽の温度よりも高い。
【０１４２】
少量のアスファルトを含む大部分の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含む一次ＤＡ／ＤＭＯ相３２０は、一次沈降機３１９およびコレクターパイプ（図示せず）の頂部に位置する出口を介して排出される。２０〜５０体積％の溶媒を含有する一次アスファルト相３２１は、一次沈降機３１９の底部に位置するいくつかのパイプ出口を介して排出される。
【０１４３】
一次ＤＡ／ＤＭＯ相３２０は、抽出のための最終段階として働く二次沈降器３２２の両端で二つのＴ型分配器に入る。少量の溶媒およびＤＡ／ＤＭＯを含有する二次アスファルト相３２３は、第２の沈降器３２２から排出され、第１の沈降器１９に再循環されてＤＡ／ＤＭＯを回収する。二次ＤＡ／ＤＭＯ相３２４が得られ、ＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン３２５に通されて、溶媒流３１７および無溶媒ＤＡ／ＤＭＯ流３２６が得られる。沈降機に充填された溶媒の９０重量％より多くがＤＡ／ＤＭＯ分離ゾーン３２５に入り、これはＤＡ／ＤＭＯからの溶媒の迅速かつ効率的なフラッシュ分離を可能にするような寸法である。一次アスファルト相３２１は、溶媒流３２８および底部アスファルト相３２９のフラッシュ分離のために分離容器３２７に運ばれる。溶媒流３１７および３２８は一次沈降機３１９のための溶媒として使用することができ、したがって、新鮮な溶媒３１６の必要量を最小限に抑えることができる。
【０１４４】
溶媒脱アスファルト化ゾーンで使用される溶媒には、プロパン、ブタン類およびペンタン類などの純粋な液体炭化水素、ならびにそれらの混合物が含まれる。溶媒の選択は、ＤＡＯの要求、ならびに最終生成物の品質および量に依存する。溶媒脱アスファルトゾーンの運転条件は、溶媒の臨界点以下の温度、２：１〜５０：１（体積：体積）の溶媒対油の比、および沈降器中の溶媒／供給混合物を液体状態に維持するのに有効な範囲の圧力を含む。
【０１４５】
本質的に溶媒を含まないＤＡ／ＤＭＯ流３２６は任意に、溶媒を除去するために水蒸気ストリッピング（図示せず）される。特定の実施形態では、脱アスファルト化および脱金属化油流３２６が蒸気熱分解ゾーン３３０への供給物３４８である。さらなる実施形態において、脱アスファルト化および脱金属化油流３２６は分離ゾーン３４７に送られ、ここで、排出された蒸気部分は蒸気熱分解ゾーン３３０への供給物３４８である。蒸気部分はたとえば、脱アスファルト化および脱メタル化油流３２６の沸点に対応する初期沸点、および約３７０〜約６００℃の最終沸点を有することができる。分離ゾーン３４７は、フラッシュ容器、蒸気および液体の物理的または機械的分離に基づく分離デバイス、またはこれらのタイプのデバイスのうちの少なくとも一つを含む組み合わせなどの適切な気液分離ユニット操作を含む。
【０１４６】
供給物３４８は対流セクション３３２に運ばれ、所定量の蒸気が導入され、たとえば、蒸気入口（図示せず）を介して入る。対流セクション３３２において、混合物はたとえば、一つ以上の廃熱流または他の適切な加熱構成を使用して、所定の温度に加熱される。熱分解供給流と追加の水蒸気との加熱された混合物は、熱分解セクション３３４に送られて、混合生成物流３３９を生成する。特定の実施形態では、部分３３２からの加熱された混合物が部分３３８が熱分解燃料油３７１と混合するのに適した低硫黄燃料油成分として排除される気液分離部分３３６を通過する。
【０１４７】
水蒸気熱分解ゾーン３３０は、ＤＡ／ＤＭＯ流を所望の生成物（エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブテンおよび熱分解ガソリンを含む）に分解するのに有効なパラメーター下で作動する。特定の実施形態において、水蒸気分解は、以下の条件を使用して実施される：４００〜９００℃。対流セクションおよび熱分解セクションにおいて、対流ゾーンにおける水蒸気対炭化水素比は０．３：１〜２：１（重量比）の範囲であり、熱分解セクションにおける滞留時間は、０．０５〜２秒の範囲である。
【０１４８】
混合生成物流３３９は別個の入口を介して導入される急冷液３４２（たとえば、水および／または熱分解燃料油）を用いて急冷ゾーン３４０の入口に通され、低下した温度（たとえば約３００℃）を有するクエンチされた混合生成物流３４４を生成し、使用済み急冷液３４６は、再循環および／またはパージされる。
【０１４９】
クラッカーからのガス混合物流出物３３９は、典型的には水素、メタン、炭化水素類、二酸化炭素および硫化水素の混合物である。水または油で冷却した後、混合物３４４を圧縮および分離にかける。非限定的な一例では流れ３４４が典型的には４〜６段を含む多段圧縮機で圧縮され、前記多段圧縮機は圧縮ガス混合物３５２を生成するために圧縮機ゾーン３５１を含むことができる。圧縮ガス混合物３５２は、苛性処理ユニット３５３内で処理されて、硫化水素および二酸化炭素が低減されたガス混合物３５４を生成できる。ガス混合物３５４は、圧縮機ゾーン３５５でさらに圧縮されてもよい。得られた分解ガス３５６は、ユニット３５７内で極低温処理を受けて脱水され、モレキュラーシーブを使用してさらに乾燥されてもよい。
【０１５０】
ユニット３５７からの低温分解ガス流３５８は脱メタン塔３５９に通すことができ、そこから、分解ガス流から水素およびメタンを含有するオーバーヘッド流３６０が生成される。次いで、脱メタン塔３５９からの塔底流３６５は、脱エタン塔、脱プロパン塔および脱ブタン塔を含む分留塔を含む生成物分離ゾーン３７０におけるさらなる処理のために送られる。異なる順序の脱メタン装置、脱エタン装置、脱プロパン装置および脱ブタン装置を有するプロセス構成も使用できる。
【０１５１】
本明細書の方法によれば、脱メタン塔３５９でメタンから分離し、ユニット３６１で水素を回収した後、典型的には８０〜９５体積％の純度を有する水素３６２が得られる。ユニット３６１における回収方法は極低温（たとえば、約−１５７℃）回収を含む。次いで、水素流３６２を圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットなどの水素精製ユニット３６４に通して、純度９９．９％＋の水素流３０２を得るか、または膜分離ユニットに通して、純度約９５％の水素流３０２を得る。精製された水素流３０２は、次いで、水素処理ゾーンに必要な水素の主要部分として働くように再循環される。さらに、アセチレン、メチルアセチレンおよびプロパジエン類（図示せず）の水素化反応のために、少量の割合を利用できる。さらに、本明細書のプロセスによれば、メタン流３６３は、任意選択で、バーナーおよび／またはヒーターのための燃料として使用される蒸気分解器に再循環させることができる。
【０１５２】
脱メタン塔３５９からの塔底流３６５は、生成物分離ゾーン３７０の入口に運ばれ、それぞれ出口３７８、３７７、３７６、３７５、３７４および３７３を経て、メタン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、混合ブチレンおよび熱分解ガソリンに分離される。熱分解ガソリンは一般にＣ５−Ｃ９炭化水素を含み、ベンゼン、トルエンおよびキシレンをこのカットから分離できる。任意選択で、気液分離セクション３３６からの底部アスファルト相３２９および未気化重質液体画分３３８の一方または両方を、分離ゾーン３７０からの熱分解燃料油３７１（たとえば、「Ｃ１０＋」流として知られる、最低沸点Ｃ１０化合物の沸点より高い温度で沸騰する材料）と組み合わせ、混合流を、たとえば、オフサイト精油所（図示せず）でさらに処理するために、熱分解燃料油ブレンド３７２として取り出す。特定の実施形態では、底部アスファルト相３２９がアスファルトストリッパー（図示せず）に送ることができ、そこで、任意の残留溶媒がたとえば水蒸気によって除去される。
【０１５３】
溶媒脱アスファルトは真空蒸留法におけるように、沸点ではなく分子量（密度）によって残渣を分離する独特の分離法である。したがって、溶媒脱アスファルトプロセスはパラフィン系分子に富む低汚染脱アスファルト油（ＤＡＯ）を生成し、その結果、最初の供給原料または水素処理された供給原料と比較してＢＭＣＩを低下させる。
【０１５４】
溶媒脱アスファルト化は、通常、炭素数が３〜７の範囲、特定の実施形態では４〜５の範囲、および溶媒の臨界条件未満のパラフィン流を用いて実施される。
【０１５５】
供給原料を、３〜７の炭素数を有する軽パラフィン系溶媒と混合し、脱アスファルト化油を溶媒に可溶化する。不溶性ピッチは混合溶液から沈殿し、抽出器中でＤＡＯ相（溶媒−ＤＡＯ混合物）から分離される。
【０１５６】
溶媒脱アスファルトは液相中で実施され、したがって、温度および圧力はそれに応じて設定される。溶媒脱アスファルトにおける相分離には二つの段階がある。第１の分離段階では、アスファルテンの大部分を分離するために、温度は第２の段階の温度よりも低く維持される。第２段階の温度は、脱アスファルト化／脱メタル化油（ＤＡ／ＤＭＯ）の品質および量を制御するために維持される。温度は、ＤＡ／ＤＭＯの品質および量に大きな影響を及ぼす。取り出し温度の上昇は脱アスファルト化／脱メタル化オイル収率の低下をもたらし、これはＤＡ／ＤＭＯがより軽く、粘性が低く、より少ない金属、アスファルテン、イオウ、および窒素を含有することを手段する。温度低下は、反対の効果を有する。一般に、ＤＡ／ＤＭＯ収率は抽出システム温度を上昇させることによってより高い品質を有して低下し、抽出システム温度を低下させることによってより低い品質を有して上昇する。
【０１５７】
溶媒の組成は、重要なプロセス変数である。溶媒の溶解度は、一般にＣ３＜ｉＣ４＜ｎＣ４＜ｉＣ５に従って、臨界温度の上昇とともに増加する。溶媒の臨界温度の上昇は、ＤＡ／ＤＭＯ収率を増加させる。しかしながら、より低い臨界温度を有する溶媒はより低い選択性を有し、より低いＤＡ／ＤＭＯ品質をもたらすことに留意すべきである。
【０１５８】
溶媒の溶媒脱アスファルト化単位装入物に対する体積比は選択性に影響し、ＤＡ／ＤＭＯ収率にはそれほど影響しない。より高い溶媒対油比は、固定されたＤＡ／ＤＭＯ収率のためのＤＡ／ＤＭＯのより高い品質をもたらす。より高い溶媒対油比はより良好な選択性のために望ましいが、増加した運転コストをもたらし得、それによって、溶媒対油比はしばしば狭い範囲に制限される。溶媒の組成はまた、必要とされる溶媒対油の比を確立するのに役立とう。必要とされる溶媒対油の比は、臨界溶媒温度が上昇することにつれて減少する。したがって、溶媒対油の比は、所望の選択性、操作コストおよび溶媒組成の関数である。
【０１５９】
特定の実施形態では、選択的水素処理または水素処理プロセスが飽和、続いて芳香族、特に多芳香族の穏やかな水素化分解によって、供給原料のパラフィン含有量を増加させる（またはＢＭＣＩを減少させる）ことができる。原油を水素処理する場合、金属、硫黄および窒素などの汚染物質は、脱金属、脱硫および／または脱窒素の触媒機能を果たす一連の層状触媒に供給原料を通すことによって除去できる。
【０１６０】
一実施形態では、水素化脱金属（ＨＤＭ）および水素化脱硫（ＨＤＳ）を実施するための触媒の順序は以下の通りである：
ａ．  水素化脱金属触媒。ＨＤＭ部の触媒は一般に、表面積が約１４０〜２４０ｍ２／ｇのガンマアルミナ担体をベースとする。この触媒は、非常に大きな細孔容積、たとえば１ｃｍ３／ｇを超える細孔容積を有するものとして最も良く記載されている。孔径自体は、典型的には主にマクロポーラスである。これは、触媒表面上の金属および場合によりドーパントの取り込みのための大きな容量を提供するために必要とされる。典型的には、触媒表面上の活性金属がＮｉ／Ｎｉ＋Ｍｏ＜０．１５の比のニッケルおよびモリブデンの硫化物である。いくつかのニッケルおよびバナジウムは除去中に供給原料自体から堆積し、触媒として作用すると予想されるので、ニッケルの濃度は、他の触媒よりもＨＤＭ触媒上で低い。使用されるドーパントは、一つまたは複数のリン（米国特許出願公開第２００５／０２１１６０３号明細書（特許文献１２））、ホウ素、シリコンおよびハロゲンでありうる。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うる。特定の実施形態では、アルミナビーズが金属の取り込みが床の頂部で３０〜１００％の範囲であるので、反応器中の触媒ＨＤＭ床のアンローディングを容易にするために使用される。
ｂ．  中間触媒を使用して、ＨＤＭ機能とＨＤＳ機能との間の移行を行うこともできる。それは、中間の金属装填量および細孔サイズ分布を有する。ＨＤＭ／ＨＤＳ反応器中の触媒は本質的に、押出物の形態のアルミナ系支持体、任意選択で、第ＶＩ族からの少なくとも一つの触媒金属（たとえば、モリブデンおよび／またはタングステン）、および／または第ＶＩＩＩ族からの少なくとも一つの触媒金属（たとえば、ニッケルおよび／またはコバルト）である。触媒はまた、場合により、ホウ素、リン、ハロゲンおよびケイ素から選択される少なくとも一つのドーパントを含有する。物理特性は、約１４０〜２００ｍ２／ｇの表面積、少なくとも０．６ｃｍ３／ｇの細孔容積、およびメソポーラスで１２〜５０ｎｍの細孔を含む。
ｃ．  ＨＤＳ部分の触媒は、ＨＤＭ範囲の上端に向かう典型的な表面積、たとえば約１８０〜２４０ｍ２／ｇの範囲を有するガンマアルミナベースの担体材料を有するものを含むことができる。このＨＤＳのために必要とされるより高い表面は比較的小さい細孔容積、たとえば、１ｃｍ／ｇより小さい細孔容積をもたらす。触媒は、モリブデンのような第ＶＩ族からの少なくとも一つの元素と、ニッケルのような第ＶＩＩＩ族からの少なくとも一つの元素とを含む。触媒はまた、ホウ素、リン、ケイ素およびハロゲンから選択される少なくとも一つのドーパントを含む。特定の実施形態において、コバルトは、比較的高レベルの脱硫を提供するために使用される。Ｎｉ／Ｎｉ＋Ｍｏのモル比が０．１〜０．３の範囲にあり、（Ｃｏ＋Ｎｉ）／Ｍｏのモル比が０．２５〜０．８５の範囲にあるように、活性相のための金属負荷は、必要とされる活性が高いほど高くなる。
ｄ．  最終触媒（第２および第３の触媒を任意に置き換えることができる）は（水素化脱硫の主要な機能ではなく）供給原料の水素化を実施するように設計されており、たとえば、Appl. Catal. A General, 204 (2000) 251（非特許文献１）に記載されている。触媒はＮｉによっても促進され、担体は広孔ガンマアルミナである。物理的な特性は、ＨＤＭ領域の上端に向かう表面積、たとえば１８０〜２４０ｍ２／ｇを含む。これは、ＨＤＳのためのより高い表面積を必要とし、比較的小さい細孔容積、たとえば、１ｃｍ３／ｇ未満の細孔容積をもたらす。
【０１６１】
本明細書の方法およびシステムは既知の水蒸気熱分解クラッキングプロセスに対する改善を提供する。すなわち、オレフィン類および芳香族類のような石油化学物質を製造するための供給原料としての原油の使用、水蒸気熱分解ゾーンへの供給原料の水素含有量がオレフィン類の高収率のために濃縮される、コークス前駆体が放射コイルにおけるコークス形成の減少を可能にする最初の全原油から有意に除去される、および金属、硫黄および窒素化合物のような追加の不純物もまた、出発供給原料から有意に除去され、最終生成物の後処理を回避する。
【０１６２】
さらに、水蒸気分解ゾーンから生成された水素は、好ましくは新鮮な水素の要求を最小限にするために水素処理ゾーンに再循環される。特定の実施形態では、本明細書に記載される統合システムが操作を開始するために新鮮な水素のみを必要とする。反応が平衡に達すると、水素精製システムは、システム全体の動作を維持するのに十分な高純度水素を提供できる。
【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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