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特許7187263高オクタン価の接触分解ガソリンの生成方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-02
(45)【発行日】2022-12-12
(54)【発明の名称】高オクタン価の接触分解ガソリンの生成方法
(51)【国際特許分類】
   C10G 69/04 20060101AFI20221205BHJP
   C10G 11/18 20060101ALI20221205BHJP
   C10G 45/38 20060101ALI20221205BHJP
   B01J 27/055 20060101ALI20221205BHJP
   B01J 38/22 20060101ALI20221205BHJP
【FI】
C10G69/04
C10G11/18
C10G45/38
B01J27/055 M
B01J38/22
【請求項の数】 16
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018200709
(22)【出願日】2018-10-25
(65)【公開番号】P2019108523
(43)【公開日】2019-07-04
【審査請求日】2021-07-30
(31)【優先権主張番号】201711010110.6
(32)【優先日】2017-10-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201711016169.6
(32)【優先日】2017-10-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】503191287
【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司
(73)【特許権者】
【識別番号】509059424
【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司石油化工科学研究院
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】▲キョウ▼剣洪
(72)【発明者】
【氏名】李澤坤
(72)【発明者】
【氏名】唐津蓮
(72)【発明者】
【氏名】毛安国
(72)【発明者】
【氏名】張久順
(72)【発明者】
【氏名】張毓螢
(72)【発明者】
【氏名】龍軍
【審査官】齊藤 光子
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第104560167(CN,A)
【文献】特表2004-501223(JP,A)
【文献】特表2003-531244(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第103627434(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C10G 1/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
次の工程、
形態1:
i)第1のノズルを介して重質原料油をライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点(注入ポイント)から第1の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して水素付加サイクル油を前記工程i)で使用されるライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から第2の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、接触分解ガソリンの生成方法であって、
前記ライザー反応器の高さ方向に沿って、前記第2のノズルは、前記第1のノズルの上に配置され、前記第2の注入点は、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の位置に配置される、または、
次の工程、
形態2:
i)第1のノズルを介して前記重質原料油を一次ライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記第1の接触分解触媒を前記一次ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を二次ライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記二次ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、接触分解ガソリンの生成方法であって、
前記第2の反応生成物は、前記一次ライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
接触分解ガソリンの生成方法。
【請求項2】
前記形態1において、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の前記ライザー反応器部分における反応時間は、0.05秒間から2秒間までの範囲である、請求項に記載の方法。
【請求項3】
前記形態1において、
前記ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が450℃から650℃までの範囲であり、
絶対圧力が0.15MPaから0.4MPaまでの範囲であり、
前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、1ら50までの範囲であり、
前記重質原料油の反応時間が、1秒間から10秒間までの範囲であり、
前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、0.01から0.5までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、5ら100までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油の反応時間が、1秒間から10秒間までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、0.01から0.3までの範囲であり、
前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との両方のマイクロ活性が、60以上である、
請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記形態2において、
前記一次ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が、450℃から550℃までの範囲であり、
前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒の重量比が、4ら8までの範囲であり、
反応時間が、2秒間から10秒間までの範囲であり、
絶対圧力が0.15MPaから0.4MPaまでの範囲であり、
前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、0.02から0.08までの範囲であり、
前記第1の接触分解触媒のマイクロ活性が、60以上である、
および/または、
前記二次ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が、520℃から650℃までの範囲であり、
絶対圧力が0.15MPaから0.4MPaまでの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する前記第2の接触分解触媒の重量比が、5ら100までの範囲であり、
反応時間が、1秒間から10秒間までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、0.01から0.3までの範囲であり、
前記第2の接触分解触媒のマイクロ活性が60以上である、
請求項に記載の方法。
【請求項5】
前記第2の接触分解触媒に対する前記第1の接触分解触媒の重量比は、1:0.02と1:1との間の範囲である、請求項1からの何れか1項に記載の方法。
【請求項6】
前記ライザー反応器は、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器である、請求項1からの何れか1項に記載の方法。
【請求項7】
前記形態2において、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている、請求項またはに記載の方法。
【請求項8】
前記工程iv)の前に前記接触分解軽質サイクル油を軽質留分と重質留分とに分割し、前記工程iv)で前記重質留分を水素付加に供し、前記水素付加生成物を得る工程、
前記軽質留分を前記工程ii)に再循環し、前記第2の接触分解触媒の存在下で接触分解反応に供する工程、
をさらに含む、請求項1からの何れか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記接触分解軽質サイクル油は、240℃と260℃との間の留分境界点で分割される、請求項に記載の方法。
【請求項10】
前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル(tail oil)、真空残渣油、常圧残油、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1からの何れか1項に記載の方法。
【請求項11】
前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒はそれぞれ、独立して、無水ベースで、当該接触分解触媒に対して、10重量%から50重量%までのゼオライト、5重量%から90重量%までの無機酸化物、および0重量%から70重量%までの粘土を含み、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記無機酸化物は、シリカ、アルミナ、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記粘土は、カオリンおよび/またはハロサイトから選択される、請求項1から1の何れか1項に記載の方法。
【請求項12】
前記工程iv)は、15%重量から30重量%までの活性金属成分および70重量%から85重量%までの担体を含む水素付加触媒の存在下で行い、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であり、前記担体は、アルミナ、シリカ、アモルファスシリカ-アルミナ、および、これらの組み合わせからなる群から選択され、請求項1から1の何れか1項に記載の方法。
【請求項13】
前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンである、請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記工程iv)で採用される水素付加条件は、
水素の分圧が、5.0MPaから22.0MPaまでの範囲であり、
反応温度が、330℃から450℃までの範囲であり、
体積空間速度が、0.1h-1ら10.0h-1までの範囲であり、
油に対する水素の体積比が、100Nm/mら2000Nm/mまでの範囲である、
請求項1から1の何れか1項に記載の方法。
【請求項15】
請求項1に記載の方法を行う接触分解システムであって、
前記システムは、一次ライザー反応器と、二次ライザー反応器と、再生器と、解放器と、主要分留塔と、軽質サイクル油分留塔と、水素付加反応器とを含み、
前記一次ライザー反応器は、下方フィード注入口と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器は、下部に第1のフィード注入口と第2のフィード注入口とを有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に接続されており、
前記一次ライザー反応器の前記上部排出口は、前記解放器の注入口に接続されており、前記解放器の触媒排出口は、前記再生器に接続されており、前記解放器の油-気体排出口は、前記主要分留塔の注入口に接続されており、前記主要分留塔の軽質サイクル油排出口は、前記軽質サイクル油分留塔の注入口に接続されており、
前記軽質サイクル油分留塔の重質留分排出口は、前記水素付加反応器の注入口に接続されており、前記軽質サイクル油分留塔の軽質留分排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第2のフィード注入口に接続されており、前記水素付加反応器の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第1のフィード注入口に接続されており、
前記再生器の再生触媒排出口は、前記一次ライザー反応器の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器の前記触媒注入口とにそれぞれに接続されている、
システム。
【請求項16】
前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている、請求項1に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
〔関連出願の相互参照〕
本願は、2017年10月25日に中国特許庁に出願された中国特許出願第201711010110.6号「ハイオクタンガソリンの生成方法」に基づく優先権と、2017年10月25日に中国特許庁に出願された中国特許出願第201711016169.6号「ダブルライザー反応器を用いた接触分解方法およびシステム」に基づく優先権とを主張する。これら特許出願の開示は、全範囲において参照することにより、本明細書中に援用される。
【0002】
〔技術分野〕
本発明は、接触分解の技術分野に関連し、特に、オクタン価が高い接触分解ガソリンの生成方法に関連する。
【0003】
〔背景技術〕
重質原油の利用増加および軽油生成物の需要の急速な伸びに伴い、重質油を軽油に変換する接触分解技術が中国において急速に発展した。しかし、接触分解したディーゼル(軽質サイクル油(LCO)とも称する)は、通常、品質が比較的乏しく、密度が高く、芳香族化合物の含量が高く、セタン価が低いという事実に直面しなければいけない。従って、たとえディーゼル水素付加処理技術であっても、ますます厳格化するディーゼルの規格を満たすことは困難である。接触分解した軽質サイクル油の処理は、ますます深刻な問題となっている。他の問題は、中国における完成したガソリンの長期的な不足である。中国では、接触分解ガソリンが、完成したガソリンの80%を占める。従って、軽質サイクル油を生成することなくハイオクタンガソリンを生成できる接触分解方法により、ハイオクタンガソリンの生産を最大化することによって前記問題を解決することが新しいやり方となる可能性がある。
【0004】
米国特許4,585,545号には、全範囲で接触分解した軽質サイクル油を水素付加処理し水素付加軽質サイクル油を得、次いで、接触分解し単環芳香族化合物が豊富なガソリンを生成する触媒変成方法が開示されている。
【0005】
中国特許出願公報1422327号には、接触分解した軽質サイクル油の改善方法が開示されており、当該方法では、重質油を出発材料として用いて第1接触分解装置によって生成された軽質サイクル油を高度水素付加し、次いで、前記水素付加軽質サイクル油を第2接触分解装置に通過させる。この方法を基に開発したものとして、中国特許出願公報1423689号では、さらに、軽質オレフィンの収率を選択的に増加させるために、前記第2接触分解装置にて使用される触媒が形状選択性ゼオライトを50~95%、約0.7nm以上の細孔直径を有する大細孔ゼオライトを約5~50%含むことが強調されている。
【0006】
中国特許出願公報1466619号には、接触分解した軽質サイクル油の変成方法が開示されており、当該方法では、接触分解ライザー反応器は、二つの反応域、すなわち、上流反応域および下流反応域に区画されており、前記下流反応域には重質油が噴霧され、接触分解軽質サイクル油の結果生成物が水素付加され、水素付加軽質サイクル油が得られ、前記上流反応域には、前記水素付加軽質サイクル油が噴霧される。この方法を基に開発したものとして、中国特許出願公報1425054号に記載の方法では、水素付加軽質サイクル油に加えて、前記上流反応域のフィードへナフサを付加する。しかしながら、この方法は水素の消費が大きく、前記上流反応域における前記水素付加軽質サイクル油の反応が下流重質油の変成に大きく影響する。
【0007】
軽質サイクル油の生産を低減させ、かつ、接触分解ガソリンの生産を増加させ、同時に前記接触分解ガソリンのオクタン価を増加させることが可能な方法に対する需要が、この技術分野においてはまだ存在する。
【0008】
〔発明の概要〕
先行技術の前記問題を鑑みて、本発明の目的は、水素付加サイクル油と重質原料油とを互いに異なるポイント(point)で反応器に供給し、付加的な触媒を加えることによって、高オクタン価の接触分解ガソリンをより多く生成することが可能な、接触分解ガソリンを生成するための方法およびシステムを提供することにある。
【0009】
前記目的を達成するために、本発明は、ある態様において、
次の工程、
i)第1の接触分解触媒の存在下で重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2の接触分解触媒の存在下で水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、接触分解ガソリンの生成方法であって、
前記工程ii)および前記工程i)は、単一のライザー反応器にて行われ、前記重質原料油および前記水素付加サイクル油は、前記ライザー反応器に互いに異なる高さから供給され、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒は、前記ライザー反応器に互いに異なるポイント(point)で注入される、または、
前記工程ii)および前記工程i)は、別々のライザー反応器にて行われ、前記第2の反応生成物は、前記工程i)で使用されるライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
方法を提供する。
【0010】
いくつかの好ましい実施形態において、本発明の方法は、
以下の工程、
i)第1のノズルを介して前記重質原料油をライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点(注入ポイント)から前記第1の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を前記工程i)で使用されるライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、前記方法であって、
前記第2のノズルおよび前記第1のノズルは、前記ライザー反応器の互いに異なる高さに配置され、前記第2の注入点は、前記第1の注入点とは異なる、
方法である。
【0011】
さらに好ましくは、前記ライザー反応器の高さ方向に沿って、前記第2のノズルは、前記第1のノズルの上に配置され、前記第2の注入点は、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の位置に配置される。
【0012】
さらにより好ましくは、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の前記ライザー反応器部分における反応時間は、約0.05秒間から約2秒間までの範囲である。
【0013】
特に好ましくは、
前記ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が約450℃から約650℃までの範囲であり、
絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、
前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約1から約50までの範囲であり、
前記重質原料油の反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲であり、
前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.5までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約5から約100までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油の反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲であり、
前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との両方のマイクロ活性が、約60以上である。
【0014】
いくつかの好ましい実施形態において、本発明の方法は、
以下の工程、
i)第1のノズルを介して前記重質原料油を一次ライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記第1の接触分解触媒を前記一次ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を二次ライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記二次ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、前記方法であって、
前記第2の反応生成物は、前記一次ライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
方法である。
【0015】
さらに好ましくは、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている。
【0016】
さらにより好ましくは、
前記一次ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が、約450℃から約550℃までの範囲であり、
前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒の重量比が、約4から約8までの範囲であり、
反応時間が、約2秒間から約10秒間までの範囲であり、
絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、
前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.02から約0.08までの範囲であり、
前記第1の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上である、
および/または、
前記二次ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲であり、
絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する前記第2の接触分解触媒の重量比が、約5から約100までの範囲であり、
反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲であり、
前記第2の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上である。
【0017】
本発明の方法の好ましい実施形態において、前記工程iv)の前に前記接触分解軽質サイクル油を軽質留分と重質留分とに分割し、前記工程iv)で前記重質留分を水素付加に供し、前記水素付加生成物を得、前記軽質留分を前記工程ii)に再循環し、前記第2の接触分解触媒の存在下で接触分解反応に供する。
【0018】
本発明の方法の好ましい実施形態において、水素付加する前記工程iv)は、結果として得られる前記水素付加生成物について、二環式芳香族化合物の含量が、約20重量%以下であり、水素の含量が、約10重量%以上であり、初留点が、約165℃よりも高い範囲で行う。
【0019】
本発明は、他の態様において、一次ライザー反応器と、二次ライザー反応器と、再生器と、解放器と、主要分留塔と、軽質サイクル油分留塔と、水素付加反応器とを含む接触分解システムであって、
前記一次ライザー反応器は、下方フィード注入口と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器は、下部に第1のフィード注入口と第2のフィード注入口とを有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に接続されており、
前記一次ライザー反応器の前記上部排出口は、前記解放器の注入口に接続されており、前記解放器の触媒排出口は、前記再生器に接続されており、前記解放器の油-気体排出口は、前記主要分留塔の注入口に接続されており、前記主要分留塔の軽質サイクル油排出口は、前記軽質サイクル油分留塔の注入口に接続されており、
前記軽質サイクル油分留塔の重質留分排出口は、前記水素付加反応器の注入口に接続されており、前記軽質サイクル油分留塔の軽質留分排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第2のフィード注入口に接続されており、前記水素付加反応器の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第1のフィード注入口に接続されており、
前記再生器の再生触媒排出口は、前記一次ライザー反応器の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器の前記触媒注入口とにそれぞれに接続されている、
接触分解システムを提供する。
【0020】
本発明のシステムの好ましい実施形態において、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている。
【0021】
先行技術と比較して、本発明の方法およびシステムは、以下の一つ以上の利点を得ることができる:
1.軽質サイクル油の生産を完全に排除できる可能性がある。
【0022】
2.前記重質原料油および前記水素付加サイクル油を単一のライザー反応器に互いに異なる高さから供給し、付加的な接触分解触媒を提供することにより、前記2種類の原料油を別々に処理することができ、これにより、前記2種類の原料油のために個々に採用する反応条件の最適化が可能となることで、それらの変成が最大となり、その結果、高オクタン価の接触分解ガソリンをより多く生成することが可能となり、また、前記水素付加サイクル油を前記重質原料油の下流において供給することにより、前記水素付加サイクル油の反応時間を効果的に短縮することができ、その結果、ハイオクタンガソリンの収率をさらに増加させることができる。
【0023】
3.前記重質原料油および前記水素付加サイクル油を前記一次ライザー反応器および二次ライザー反応器において別々に処理することによって、それらのライザー反応器において互いに異なる反応条件を採用することができ、その結果、前記水素付加サイクル油の接触分解に要求される厳しい条件を満たすように最適化することができ、一方で、前記二次ライザー反応器の前記排出口を前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に直接接続することによって、前記水素付加サイクル油の反応時間を短縮することができ、その結果、高オクタン価の接触分解ガソリンをより多く生成することができ、設備を簡略化することができ、設備費用を減少させることができる。
【0024】
本発明の他の特徴および利点は、後述の〔詳細な説明〕の項にて詳細に記載されている。
【0025】
〔図面の簡単な説明〕
本説明の一部を形成する図面は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、これに限定されるべきではない。本発明は、後述の詳細な説明と組み合わせて、図面を参照して解釈され得る。
【0026】
図1は、本発明の好ましい実施形態の概略的なフロー図である。
【0027】
図2は、本発明の好ましい他の実施形態の概略的なフロー図である。
【0028】
図3は、本発明の好ましい他の実施形態の概略的なフロー図である。
【0029】
図4は、本発明の好ましい他の実施形態の概略的なフロー図である。
【0030】
〔符号の説明〕
図1に示す符号の説明)
101 軽質サイクル油パイプライン
102 水素パイプライン
103 水素付加反応器
104 水素付加サイクル油パイプライン
105 重質原料油パイプライン
106 第2のノズル
107 第1のノズル
108 第2の再生触媒傾斜管
109 第2の再生触媒スライド弁
110 第1の再生触媒傾斜管
111 第1の再生触媒スライド弁
112 解放器
113 再生器
114 生成物パイプライン
115 油-気体パイプライン
116 再循環パイプライン
117 スラリー油パイプライン
118 分留塔
119 ライザー反応器
I 重質原料油反応域
II 水素付加サイクル油反応域
図2に示す符号の説明)
201 重質留分パイプライン
202 水素パイプライン
203 水素付加反応器
204 水素付加サイクル油パイプライン
205 重質原料油パイプライン
206 第2のノズル
207 第3のノズル
208 第1のノズル
209 第2の再生触媒傾斜管
210 第2の再生触媒スライド弁
211 第1の再生触媒傾斜管
212 第1の再生触媒スライド弁
213 解放器
214 再生器
215 生成物パイプライン
216 油-気体パイプライン
217 主要分留塔
218 軽質サイクル油分留塔
219 軽質留分パイプライン
220 再循環パイプライン
221 ライザー反応器
I 重質原料油反応域
II 水素付加サイクル油反応域
図3に示す符号の説明)
301 一次ライザー反応器
302 水素付加反応器
303 分留塔
304 二次ライザー反応器
305 再生器
306 解放器
307 第1のノズル
308 第2のノズル
309 第2の再生触媒傾斜管
310 第1の再生触媒傾斜管
311 再循環パイプライン
312 軽質サイクル油パイプライン
313 水素パイプライン
314 油-気体パイプライン
315 スラリー油パイプライン
316 水素付加サイクル油パイプライン
317 生成物パイプライン
I 第1の反応器部分
II 第2の反応器部分
図4に示す符号の説明)
401 一次ライザー反応器
402 軽質サイクル油分留塔
403 主要分留塔
404 二次ライザー反応器
405 再生器
406 解放器
407 第1のノズル
408 第2のノズル
409 第2の再生触媒傾斜管
410 第1の再生触媒傾斜管
411 軽質サイクル油パイプライン
412 水素付加サイクル油パイプライン
413 重質留分パイプライン
414 油-気体パイプライン
415 スラリー油パイプライン
416 水素パイプライン
417 生成物パイプライン
418 軽質留分パイプライン
419 第3のノズル
420 水素付加反応器
I 第1の反応器部分
II 第2の反応器部分
〔発明の詳細な説明〕
以下、特定の実施形態および添付する図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明の特定の実施形態は、単に例示する目的で提供され、いかなる方法であっても限定することを目的としない。
【0031】
本願明細書に記載された、数値範囲の終点を含む任意の特定の数値は、その正確な値に制限されず、さらに前記正確な値に近い全ての値を包含すると解釈すべきである。また、本願明細書に記載された任意の数値範囲について、当該範囲の終点間、各終点と当該範囲内の任意の特定値との間、または当該範囲内の任意の二つの特定値間で任意に組み合わせ得、一つ以上の新たな数値範囲を供する。前記新たな数値範囲もまた、本発明にて特定して記載されているとみなす。
【0032】
特に明記しない限り、本明細書に使用される用語は、当業者によって共通に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書にて用語が定義され当該用語の定義が当該技術分野で通常理解されているものと異なる場合、本明細書に供された定義を優先する。
【0033】
本発明の文脈において、明記された事項に加え、記述されていない任意の事項は、全く変更することなく、当該技術分野で知られたものと同じであるとみなされる。また、本明細書に記載された何れの実施形態も、本明細書に記載された他の一つ以上の実施形態と自由に組み合わせ得、これによって得られる技術的解決または技術思想は、本願の当初の開示または当初の記載の一部であるとみなし、組み合わせが明らかに妥当でないことが当業者にとって明確である場合を除いては、本明細書に記載されていない、あるいは予期されない新規事項であるとみなされない。
【0034】
本発明の文脈において、接触分解触媒のマイクロ活性(MAT)は、標準法RIPP92-90に従って決定される(「Petrochemical Analysis Method (RIPP Test Method)」, edited by Cuiding Yang, et. al., Science Press, Sep. 1990, First Version, pages 263-268 参照)。
【0035】
教科書および雑誌の論文に限らず、本明細書にて参照された特許文献および非特許文献の全ては、全範囲において参照することにより、本明細書中に援用される。
【0036】
上述したように、先行技術に存在している問題を克服するために、本発明は、第1の態様において、
以下の工程、
i)第1の接触分解触媒の存在下で重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2の接触分解触媒の存在下で水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、接触分解ガソリンの生成方法であって、
前記工程ii)および前記工程i)は、単一のライザー反応器にて行われ、前記重質原料油および前記水素付加サイクル油は、前記ライザー反応器に互いに異なる高さから供給され、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒は、前記ライザー反応器に互いに異なるポイント(point)で注入される、または、
前記工程ii)および前記工程i)は、別々のライザー反応器にて行われ、前記第2の反応生成物は、前記工程i)で使用されるライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
接触分解ガソリンの生成方法を提供する。
【0037】
いくつかの好ましい実施形態において、本発明の方法は、
以下の工程、
i)第1のノズルを介して前記重質原料油をライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点(注入ポイント)から前記第1の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を前記工程i)で使用されるライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、前記方法であって、
前記第2のノズルおよび前記第1のノズルは、前記ライザー反応器の互いに異なる高さに配置され、前記第2の注入点は、前記第1の注入点とは異なる、
方法である。
【0038】
そのような好ましい実施形態において、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの相対的な位置関係には特定の要件はなく、前記第1のノズルは、前記第2のノズルの上に配置されていてもよく、前記第2のノズルの下に配置されていてもよい。好ましくは、前記ライザー反応器の高さ方向に沿って、前記第2のノズルは、前記第1のノズルの上に配置され、前記第2の注入点は、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の位置に配置される。
【0039】
そのような好ましい実施形態において、前記水素付加サイクル油と前記重質原料油とは、前記ライザー反応器の互いに異なる高さから供給され、その結果、接触分解条件を最適化して、各原料油の要件を満たすことができ、それによって、変成を最大化できる。加えて、結果として得られるオイルガスと使用済み触媒との混合物と、前記水素付加サイクル油との接触の前に、付加的な触媒を加える。これは、前記水素付加サイクル油の変成を促進する上で有益である。
【0040】
さらに好ましい実施形態において、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の前記ライザー反応器部分における反応時間は、約0.05秒間から2秒間までの範囲、好ましくは約0.1秒間から1秒間までの範囲であってもよい。
【0041】
特に好ましい実施形態において、
前記ライザー反応器における反応条件は、
反応温度が約450℃から約650℃までの範囲、好ましくは約490℃から約550℃までの範囲であり、
絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、
前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約1から約50までの範囲、好ましくは約3から約30までの範囲であり、
前記重質原料油の反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、
前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.5までの範囲、好ましくは約0.02から約0.2までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約5から約100までの範囲、好ましくは約8から約50までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油の反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、
前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲、好ましくは約0.01から約0.1までの範囲であり、
前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との両方のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である。
【0042】
いくつかの他の好ましい実施形態において、本発明の方法は、
以下の工程、
i)第1のノズルを介して前記重質原料油を一次ライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記第1の接触分解触媒を前記一次ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を二次ライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記二次ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、前記方法であって、
前記第2の反応生成物は、前記一次ライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
方法である。
【0043】
さらに好ましい実施形態において、前記一次ライザー反応器における反応条件は、反応温度が、約450℃から約550℃までの範囲、好ましくは約500℃から約520℃までの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒の重量比が、約4から約8までの範囲、好ましくは約5から約7までの範囲であり、反応時間が、約2秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.02から約0.08までの範囲、好ましくは約0.03から約0.05までの範囲であり、前記第1の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である、および/または、前記二次ライザー反応器における反応条件は、反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲、好ましくは約550℃から約590℃までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する前記第2の接触分解触媒の重量比が、約5から約100までの範囲、好ましくは約8から約50までの範囲であり、反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約1秒間から約8秒間までの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲、好ましくは約0.02から約0.2までの範囲であり、前記第2の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である。
【0044】
本発明の方法の好ましい実施形態において、前記第2の接触分解触媒に対する前記第1の接触分解触媒の重量比は、約1:0.02と約1:1との間、好ましくは約1:0.03と約1:0.5との間の範囲であってもよい。
【0045】
本発明の方法の好ましい実施形態において、前記ライザー反応器は、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器であってもよい。
【0046】
さらに好ましい実施形態において、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含んでいてもよく、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている。
【0047】
本発明の方法のいくつかの好ましい実施形態において、前記工程iv)の前に前記接触分解軽質サイクル油を軽質留分と重質留分とに分割してもよく、前記重質留分を水素付加に供し、前記工程iv)で前記水素付加生成物を得、前記軽質留分を前記工程ii)に再循環し、前記第2の接触分解触媒の存在下で接触分解反応に供する。
【0048】
さらに好ましい実施形態において、前記接触分解軽質サイクル油は、約240℃と約260℃との間の留分境界点で分割されてもよい。
【0049】
本発明の方法のいくつかの好ましい実施形態において、さらに、外部供給源からの接触分解軽質サイクル油またはその留分を、前記工程iv)で水素処理してもよく、結果として得られる水素付加生成物は、前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環して接触分解反応を行ってもよく、その結果、初発原料の供給源を拡大し、ハイオクタンガソリンをより多く生成する。
【0050】
本発明において、使用される重質原料油は、当業者に周知の任意の重質油であり、例えば、前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル(tail oil)、真空残渣油、常圧残油、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。任意で、他の重質原料油を、そのまま、または、当業者に周知の方法で処理した後、本発明において使用してもよい。
【0051】
本発明において、重質油の接触分解に有用な、当業者に周知の種々の触媒を、前記接触分解触媒として使用することができる。好ましい実施形態において、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒はそれぞれ、独立して、無水ベースで、当該接触分解触媒に対して、約10重量%から約50重量%までのゼオライト、約5重量%から約90重量%までの無機酸化物、および約0重量%から約70重量%までの粘土を含み、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、およびこれらの組み合わせからなる群から好ましくは選択され、前記無機酸化物は、シリカ、アルミナ、およびこれらの組み合わせからなる群から好ましくは選択され、前記粘土は、カオリンおよび/またはハロサイトから好ましくは選択される。
【0052】
本発明において、水素付加する前記工程iv)は、当業者に周知の条件下で行うことができる。例えば、前記工程iv)は、活性金属成分および担体を含む水素付加触媒の存在下で行ってもよく、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であってもよく、前記担体は、アルミナ、シリカ、アモルファスシリカ-アルミナ、および、これらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。好ましくは、前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンであってもよい。より好ましくは、前記水素付加触媒は、約15%重量から約30重量%までの前記活性金属成分および約70重量%から約85重量%までの前記担体を含んでいてもよい。
【0053】
好ましい実施形態において、水素付加する前記工程iv)で採用される水素付加条件は、水素の分圧が、約5.0MPaから約22.0MPaまでの範囲、好ましくは約8.0MPaから約15.0MPaまでの範囲であり、反応温度が、約330℃から約450℃までの範囲、好ましくは約340℃から約380℃までの範囲であり、体積空間速度が、約0.1h-1から約10.0h-1までの範囲、好ましくは約0.1h-1から約3.0h-1までの範囲であり、油に対する水素の体積比が、約100Nm/mから約2000Nm/mまでの範囲、好ましくは約350Nm/mから約1200Nm/mまでの範囲であってもよい。
【0054】
本発明の方法のいくつかの好ましい実施形態において、前記工程iv)で得られる生成物は、分離して、前記水素付加生成物(前記水素付加に使用される供給材料によっては、水素付加軽質サイクル油または水素付加重質留分と呼ぶこともできる)として使用することが可能な、初留点が約165℃よりも高く、好ましくは約170℃よりも高い留分、または、初留点が約250℃よりも高く、好ましくは約260℃よりも高い留分を得てもよい。好ましくは、前記工程iv)は、前記水素付加生成物について、二環式芳香族化合物の含量が、約20重量%以下、好ましくは約10重量%以下、より好ましくは約8重量%以下であり、水素の含量が、約10重量%以上、好ましくは約11重量%以上であり、より好ましくは約14重量%以上である範囲で行う。
【0055】
本発明の方法のいくつかの特定の実施形態において、接触分解反応後に生成される使用済み触媒(第1の接触分解触媒から導出される第1の使用済み触媒と第2の接触分解触媒から導出される第2の使用済み触媒とを含んでいる)は、コークスを燃焼することによって再生機において再生され、再生触媒が得られる。得られた再生触媒は、その後、第1の接触分解触媒および第2の接触分解触媒として、前記工程i)および前記工程ii)にそれぞれ再循環される。この場合、前記第2の接触分解触媒に対する前記第1の接触分解触媒の重量比は、前記第2の接触分解触媒として再循環される前記再生触媒に対する、前記第1の接触分解触媒として再循環する前記再生触媒の循環的な重量比を指す。
【0056】
特定の実施形態の第1の種類において、本発明は、接触分解ガソリンの生成方法を提供する。前記方法は、
以下の工程、
i)第1のノズルを介してライザー反応器内に重質原料油を噴霧して接触分解触媒と接触させ、接触分解反応に供する工程、
ii)第2のノズルを介して前記ライザー反応器内に水素付加サイクル油を噴霧して接触分解触媒と接触させ、接触分解反応に供する工程、
iii)前記ライザー反応器からの接触分解反応生成物を分離して、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)水素付加反応器内で、前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加触媒と接触させ、水素付加処理に供して、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含み、
前記工程i)およびii)における接触分解触媒との前記接触は、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記ライザー反応器に注入された第1の接触分解触媒との接触と、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記ライザー反応器に注入された第2の接触分解触媒との接触とを含み、前記第2のノズルは、前記ライザー反応器の高さ方向に沿って前記第1のノズルから離れて配置されており、前記第2の注入点は、前記第1の注入点とは異なる、
方法である。
【0057】
好ましくは、前記ライザー反応器の高さ方向に沿って、前記第2のノズルは、前記第1のノズルの上に配置され、前記第2の接触分解触媒は、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間に位置する前記第2の注入点から前記ライザー反応器内に注入される。
【0058】
さらに好ましくは、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の前記ライザー反応器部分における反応時間は、約0.05秒間から2秒間までの範囲、好ましくは約0.1秒間から1秒間までの範囲であってもよい。
【0059】
好ましくは、前記接触分解軽質サイクル油は、前記工程iv)の前に、軽質留分と重質留分とに分割してもよく、前記重質留分は、前記工程iv)で、前記水素付加反応器内で前記水素付加触媒と接触することによって水素付加処理に供して、前記水素付加生成物を得てもよい。さらに好ましくは、前記軽質留分は、前記工程ii)に再循環して、別個の第3のノズルを介して前記ライザー反応器内に噴霧して、または、前記水素付加生成物とともに前記第2のノズルを介して前記ライザー反応器内に噴霧して、前記接触分解触媒と接触することによって接触分解反応に供してもよい。特に好ましくは、前記ライザー反応器の高さ方向に沿って、前記第3のノズルは、前記第2のノズルの下に配置され、さらに好ましくは、前記第2、第3、および第1のノズルは、上方-中央-下方の相対的な位置関係において配置される。
【0060】
好ましくは、前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル、真空残渣油、常圧残油、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。
【0061】
そのような実施形態において、前記接触分解反応は、当業者に周知の条件下で行うことができる。例えば、前記重質原料油の接触分解条件は、以下の条件を含んでいてもよい:(前記ライザー反応器の排出口における)反応温度が約450℃から約650℃までの範囲、好ましくは約490℃から約550℃までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約1から約50までの範囲、好ましくは約3から約30までの範囲であり、(前記第1のノズルから前記ライザー反応器の排出口までの)反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、前記重質原料に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.5までの範囲、好ましくは約0.02から約0.2までの範囲である。前記水素付加サイクル油の接触分解条件は、平衡触媒のマイクロ活性を測定するための接触分解分野におけるRIPP92-90の試験方法によって測定したとき、以下の条件を含んでいてもよい:(前記ライザー反応器の排出口における)反応温度が、約450℃から約650℃までの範囲、好ましくは約490℃から約550℃までの範囲であり、絶対圧力が、約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約5から約100までの範囲、好ましくは約8から約50までの範囲であり、(前記第2のノズルから前記ライザー反応器の排出口までの)反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲、好ましくは約0.01から約0.1までの範囲であり、前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との両方のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である。
【0062】
好ましくは、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒はそれぞれ、独立して、無水ベースで、当該接触分解触媒に対して、約10重量%から約50重量%までのゼオライト、約5重量%から約90重量%までの無機酸化物、および約0重量%から約70重量%までの粘土を含み、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記無機酸化物は、シリカ、アルミナ、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記粘土は、カオリンおよび/またはハロサイトから選択される。
【0063】
好ましくは、前記ライザー反応器は、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器であってもよい。
【0064】
好ましくは、前記水素付加触媒は、活性金属成分および担体を含んでいてもよく、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であってもよく、前記担体は、アルミナ、シリカ、アモルファスシリカ-アルミナ、および、これらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。
【0065】
さらに好ましくは、前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンであってもよい。
【0066】
さらにより好ましくは、前記水素付加触媒は、約15%重量から約30重量%までの前記活性金属成分および約70重量%から約85重量%までの前記担体を含んでいてもよい。
【0067】
好ましくは、水素付加する前記工程iv)で採用される水素付加条件は、水素の分圧が、約5.0MPaから約22.0MPaまでの範囲、好ましくは約8.0MPaから約15.0MPaまでの範囲であり、反応温度が、約330℃から約450℃までの範囲、好ましくは約340℃から約380℃までの範囲であり、体積空間速度が、約0.1h-1から約10.0h-1までの範囲、好ましくは約0.1h-1から約3.0h-1までの範囲であり、油に対する水素の体積比が、約100Nm/mから約2000Nm/mまでの範囲、好ましくは約350Nm/mから約1200Nm/mまでの範囲である。
【0068】
好ましくは、前記工程iv)で得られる生成物は、分離して、前記水素付加生成物(前記水素付加に使用される供給材料によっては、水素付加軽質サイクル油または水素付加重質留分と呼ぶこともできる)として使用することが可能な、初留点が約165℃よりも高く、好ましくは約170℃よりも高い留分、または、初留点が約250℃よりも高く、好ましくは約260℃よりも高い留分を得てもよい。さらに好ましくは、前記工程iv)は、前記水素付加生成物について、二環式芳香族化合物の含量が、約20重量%以下、好ましくは約10重量%以下、より好ましくは約8重量%以下であり、水素の含量が、約10重量%以上、好ましくは約11重量%以上であり、より好ましくは約14重量%以上である範囲で行ってもよい。
【0069】
任意で、さらに、外部供給源からの接触分解軽質サイクル油またはその留分を、前記工程iv)で水素付加処理に供してもよく、結果として得られる水素付加生成物は、前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環して接触分解反応を行ってもよく、その結果、初発原料の供給源を拡大し、ハイオクタンガソリンをより多く生成する。
【0070】
好ましくは、前記第2の接触分解触媒に対する前記第1の接触分解触媒の重量比(すなわち、単位時間あたりの循環的な重量比)は、約1:0.02と約1:1との間、好ましくは約1:0.03と約1:0.5との間の範囲である。
【0071】
本発明のそのような実施形態は、以下の一つ以上の利点を得ることができる:
1.軽質サイクル油の生産を完全に排除できる可能性がある。
【0072】
2.前記重質原料油および前記水素付加サイクル油を単一のライザー反応器に互いに異なる高さから供給し、付加的な接触分解触媒を提供することにより、前記2種類の原料油を別々に処理することができ、これにより、前記2種類の原料油のために個々に採用する反応条件の最適化が可能となることで、それらの変成が最大となり、その結果、高オクタン価の接触分解ガソリンの生産を最大化することが可能となる。
【0073】
3.前記水素付加サイクル油を前記重質原料油の下流において供給することにより、前記水素付加サイクル油の反応時間を効果的に短縮することができ、その結果、ハイオクタンガソリンの収率をさらに増加させることができる。
【0074】
本発明の方法の特定の実施形態の前記第1の種類は、添付の図面を参照して、さらに以下に記載されるが、本発明を限定することを意図するものではない。
【0075】
図1に示すように、本発明の方法の好ましい実施形態において、重質原料油が、重質原料油パイプライン105を通過し、第1のノズル107を介してライザー反応器119内に供給され、接触分解軽質サイクル油が、軽質サイクル油パイプライン101を通って水素付加反応器103に送られ、水素が、水素パイプライン102を通って前記水素付加反応器103内に導入される。結果として得られる水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、水素付加サイクル油パイプライン104を通過し、第2のノズル106を介して前記ライザー反応器119内に供給される。再生器113からの再生触媒の一部が、第1の再生触媒スライド弁111の制御の下で第1の再生触媒傾斜管110を通過し、第1の接触分解触媒として第1の注入点から前記ライザー反応器119の底部に注入され、予備上昇媒体によって上昇させる。重質原料油反応域Iに入った後、前記触媒は、前記第1のノズル107を通って供給される前記重質原料油と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。その後、結果として得られるオイルガスと触媒との混合物は、水素付加サイクル油反応域IIに入り、前記第2のノズル106を通って供給される前記水素付加サイクル油と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。前記再生器113からの前記再生触媒の他の一部は、第2の再生触媒スライド弁109の制御の下で第2の再生触媒傾斜管108を通過し、前記第1のノズル107と前記第2のノズル106との間に位置する第2の注入点から第2の接触分解触媒として前記ライザー反応器119内に注入され、その結果、前記水素付加サイクル油反応域IIでの前記水素付加サイクル油の前記分解反応を増強する。前記ライザー反応器119の高さ方向に沿って、前記第2のノズル106と前記第1のノズル107とは、上下の相対的な位置関係において配置される。接触分解反応生成物と使用済み触媒とは、前記ライザー反応器119の最上部から回収され、解放器112に送られて、前記反応生成物と前記触媒とに分離される。分離された前記使用済み触媒は、再生のために前記再生器113に移され、その後再循環させる。分離された前記反応生成物は、生成物パイプライン114を通って分留塔118に送られる。結果として得られるスラリー油は、スラリー油パイプライン117を通って前記分留塔118から回収され、生成物として排出される。結果として得られるオイルガスは、油-気体パイプライン115を通って前記分留塔118から回収され、後段の吸収安定化システム(不図示)に移されて、乾燥ガスと、液化ガスと、ハイオクタンガソリンとを生成する。結果として得られる接触分解軽質サイクル油は、再循環パイプライン116を通って前記分留塔118から回収され、前記軽質サイクル油パイプライン101を通って前記水素付加反応器103に送られ、その後再循環させる。
【0076】
図2に示すように、本発明の方法のさらに好ましい実施形態において、重質原料油が、重質原料油パイプライン205通過し、第1のノズル208を介してライザー反応器221内に供給され、接触分解軽質サイクル油の重質留分が、重質留分パイプライン201を通って水素付加反応器203に送られ、水素が、水素パイプライン202を通って前記水素付加反応器203内に導入される。結果として得られる水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、水素付加サイクル油パイプライン204を通過し、第2のノズル206を介して前記ライザー反応器221内に供給され、前記接触分解軽質サイクル油の軽質留分は、軽質留分パイプライン219を通過し、第3のノズル207を通って前記ライザー反応器221内に供給される。再生器214からの再生触媒の一部は、第1の再生触媒スライド弁211の制御の下で第1の再生触媒傾斜管212を通過し、第1の接触分解触媒として第1の注入点から前記ライザー反応器221の底部に注入され、予備上昇媒体によって上昇させる。重質原料油反応域Iに入った後、前記触媒は、前記第1のノズル208を通って供給される前記重質原料油を接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。その後、結果として得られるオイルガスと触媒との混合物は、水素付加サイクル油反応域IIに入り、前記第2のノズル206を通って供給される前記水素付加サイクル油、および、前記第3のノズル207を通って供給される前記接触分解軽質サイクル油の前記軽質留分と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。前記再生器214からの前記再生触媒の他の一部は、第2の再生触媒スライド弁210の制御の下で第2の再生触媒傾斜管209を通過し、前記第1のノズル208と前記第2のノズル206との間に位置する第2の注入点から第2の接触分解触媒として前記ライザー反応器221内に注入され、その結果、前記水素付加サイクル油反応域IIでの前記水素付加サイクル油と前記軽質留分との前記分解反応を増強する。前記ライザー反応器221の高さ方向に沿って、前記第2のノズル206と、前記第3のノズル207と、前記第1のノズル208とは、上方-中央-下方の相対的な位置関係において配置される。接触分解反応生成物と使用済み触媒とは、前記ライザー反応器221の最上部から回収され、解放器213に送られて、前記反応生成物と前記触媒とに分離される。分離された前記使用済み触媒は、再生のために前記再生器214に移され、その後再循環させる。分離された前記反応生成物は、生成物パイプライン215を通って主要分留塔217に送られる。結果として得られるスラリー油は、スラリー油パイプライン222を通って前記主要分留塔217から回収され、生成物として排出される。結果として得られるオイルガスは、油-気体パイプライン216を通って前記主要分留塔217から回収され、後段の吸収安定化システム(不図示)に移されて、乾燥ガスと、液化ガスと、ハイオクタンガソリンとを生成する。結果として得られる接触分解軽質サイクル油は、前記主要分留塔217から回収され、軽質サイクル油分留塔218で分割されて、前記軽質留分と前記重質留分とを得る。前記再循環パイプライン220を通って回収された前記接触分解軽質サイクル油の前記重質留分は、前記重質留分パイプライン201を通って前記水素付加反応器203に送られ、その後再循環させる。前記軽質留分パイプライン219を通って回収された前記接触分解軽質サイクル油の前記軽質留分は、前記第3のノズル207を介して前記ライザー反応器221内に供給される。
【0077】
特定の実施形態の第2の種類において、本発明は、接触分解ガソリンの生成方法を提供する。前記方法は、以下の工程、
i)第1のノズルを介して重質原料油を一次ライザー反応器内に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記一次ライザー反応器内に注入された第1の接触分解触媒と接触させ、接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して二次ライザー反応器内に水素付加サイクル油を噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記二次ライザー反応器内に注入された第2の接触分解触媒と接触させ、接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)水素付加反応器内で、前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加触媒と接触させ、水素付加処理に供して、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、を含む方法であって、
前記第2の反応生成物は、前記一次ライザー反応器の上部中央部分にに送られ、前記第1の反応生成物と混合され、前記一次ライザー反応器の最上部から得られた混合物を前記工程iii)で分離する、方法である。
【0078】
好ましくは、前記接触分解軽質サイクル油は、前記工程iv)の前に、軽質留分と重質留分とに分割してもよく、前記重質留分は、前記水素付加反応器内で前記水素付加触媒と接触することによって前記工程iv)で水素付加処理に供して、前記水素付加生成物を得てもよい。さらに好ましくは、前記軽質留分は、前記工程ii)に再循環して、別個の第3のノズルを介して前記二次ライザー反応器内に噴霧して、または、前記水素付加生成物とともに前記第2のノズルを介して前記二次ライザー反応器内に噴霧して、そこで接触分解反応に供してもよい。特に好ましくは、前記第3のノズルは、前記二次ライザー反応器の高さ方向に沿って前記第2のノズルの下に配置する。
【0079】
そのような実施形態において、前記接触分解反応は、当業者に周知の条件下で行ってもよい。例えば、平衡触媒のマイクロ活性を測定するための接触分解分野におけるRIPP92-90の試験方法によって測定したとき、前記一次ライザー反応器における反応条件は、以下の条件を含んでいてもよい:反応温度が、約450℃から約550℃までの範囲、好ましくは約500℃から約520℃までの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒の重量比が、約4から約8までの範囲、好ましくは約5から約7までの範囲であり、反応時間が、約2秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.02から約0.08までの範囲、好ましくは約0.03から約0.05までの範囲であり、前記第1の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である。前記二次ライザー反応器における反応条件は、以下の条件を含んでいてもよい:反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲、好ましくは約550℃から約590℃までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する前記第2の接触分解触媒の重量比が、約5から約100までの範囲、好ましくは約8から約50までの範囲であり、反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約1秒間から約8秒間までの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲、好ましくは約0.02から約0.2までの範囲であり、前記第2の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である。
【0080】
好ましくは、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒はそれぞれ、独立して、無水ベースで、当該接触分解触媒に対して、約10重量%から約50重量%までのゼオライト、約5重量%から約90重量%までの無機酸化物、および約0重量%から約70重量%までの粘土を含み、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記無機酸化物は、シリカ、アルミナ、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記粘土は、カオリンおよび/またはハロサイトから選択される。
【0081】
好ましくは、前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル、真空残渣油、常圧残油、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。
【0082】
好ましくは、前記一次ライザー反応器と前記二次ライザー反応器とはそれぞれ、独立して、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器であってもよい。
【0083】
好ましくは、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含んでいてもよく、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応域に接続されている。
【0084】
そのような実施形態において、前記一次ライザー反応器の高さをhとすると、前記一次ライザー反応器の上部中央部分は、概して、前記ライザー反応器の約1/3h以上の高さの部分、好ましくは約1/3h以上から約4/5h以下の高さの部分を指す。
【0085】
好ましくは、前記工程iv)で使用される前記水素付加触媒は、活性金属成分および担体を含んでいてもよく、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であってもよく、前記担体は、アルミナ、シリカ、アモルファスシリカ-アルミナ、および、これらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。さらに好ましくは、前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンであってもよい。
【0086】
さらにより好ましくは、前記水素付加触媒は、約15%重量から約30重量%までの前記活性金属成分および約70重量%から約85重量%までの前記担体を含んでいてもよい。
【0087】
好ましくは、前記工程iv)で採用される水素付加条件は、水素の分圧が、約5.0MPaから約22.0MPaまでの範囲、好ましくは約8.0MPaから約15.0MPaまでの範囲であり、反応温度が、約330℃から約450℃までの範囲、好ましくは約340℃から約380℃までの範囲であり、体積空間速度が、約0.1h-1から約10.0h-1までの範囲、好ましくは約0.1h-1から約3.0h-1までの範囲であり、油に対する水素の体積比が、約100Nm/mから約2000Nm/mまでの範囲、好ましくは約350Nm/mから約1200Nm/mまでの範囲である。
【0088】
好ましくは、前記工程iv)で得られる生成物は、分離して、前記水素付加生成物(前記水素付加に使用される供給材料によっては、水素付加軽質サイクル油または水素付加重質留分と呼ぶこともできる)として使用することが可能な、初留点が約165℃よりも高く、好ましくは約170℃よりも高い留分、または、初留点が約250℃よりも高く、好ましくは約260℃よりも高い留分を得てもよい。さらに好ましくは、前記工程iv)は、前記水素付加生成物について、二環式芳香族化合物の含量が、約20重量%以下、好ましくは約10重量%以下、より好ましくは約8重量%以下であり、水素の含量が、約10重量%以上、好ましくは約11重量%以上であり、より好ましくは約14重量%以上である範囲で行う。
【0089】
任意で、さらに、外部供給源からの接触分解軽質サイクル油またはその留分を、前記工程iv)で水素付加処理に供してもよく、結果として得られる水素付加生成物は、前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環して接触分解反応を行ってもよく、その結果、初発原料の供給源を拡大し、ハイオクタンガソリンをより多く生成する。
【0090】
本発明のそのような実施形態は、以下の一つ以上の利点を得ることができる:
1.軽質サイクル油の生産を完全に排除できる可能性がある。
【0091】
2.前記重質原料油および前記水素付加サイクル油を前記一次ライザー反応器および二次ライザー反応器において別々に処理することによって、それらのライザー反応器において互いに異なる反応条件を採用することができ、その結果、前記水素付加サイクル油の接触分解に要求される厳しい条件を満たすように最適化することができ、一方で、前記二次ライザー反応器の前記排出口を前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に直接接続することによって、前記水素付加サイクル油の反応時間を短縮することができ、その結果、高オクタン価の接触分解ガソリンの生産を最大化することができる。
【0092】
本発明の特定の実施形態の前記第2の種類は、添付の図面を参照して、さらに以下に記載されるが、本発明を限定することを意図するものではない。
【0093】
図3に示すように、本発明の方法の好ましい実施形態において、重質原料油が、第1のノズル307を介して一次ライザー反応器301内に供給され、接触分解軽質サイクル油が、軽質サイクル油パイプライン312を通って水素付加反応器302に送られ、水素が、水素パイプライン313を通って前記水素付加反応器302内に導入される。結果として得られる水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、水素付加サイクル油パイプライン316を通過し、第2のノズル308を介して二次ライザー反応器304内に供給される。再生器305からの再生触媒の一部は、第1の再生触媒傾斜管310を通過し、第1の接触分解触媒として第1の注入点から前記一次ライザー反応器301の底部内に注入され、予備上昇媒体によって上昇させる。その後、前記触媒は、前記第1のノズル307を通って供給される前記重質原料油と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。前記再生器305からの前記再生触媒の他の一部は、第2の再生触媒傾斜管309を通過し、第2の接触分解触媒として第2の注入点から前記二次ライザー反応器304の底部内に注入され、予備上昇媒体によって上昇させる。その後、前記触媒は、前記第2のノズル308を通って供給される前記水素付加サイクル油と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。結果として得られる(前記第2の反応生成物と前記使用済み触媒とを含む)反応流は、前記二次ライザー反応器304の上部排出口から回収され、水平なパイプを通って前記一次ライザー反応器301の上部中央部分に送られ、そこで前記反応流と合流する。接触分解反応生成物と使用済み触媒とは、前記一次ライザー反応器301の最上部から回収され、解放器306に送られ、前記反応生成物と前記触媒とに分離される。分離された前記使用済み触媒は、再生のために前記再生器305に移され、その後再循環させる。分離された前記反応生成物は、生成物パイプライン317を通って分留塔303に送られる。結果として得られるスラリー油は、スラリー油パイプライン315を通って前記分留塔303から回収され、生成物として排出される。結果として得られるオイルガスは、油-気体パイプライン314を通って前記分留塔303から回収され、後段の吸収安定化システム(不図示)に移されて、乾燥ガスと、液化ガスと、ハイオクタンガソリンとを生成する。結果として得られる接触分解軽質サイクル油は、再循環パイプライン311を通って前記分留塔303から回収され、前記軽質サイクル油パイプライン312を通って前記水素付加反応器302に送られ、その後再循環させる。
【0094】
図4に示すように、本発明の方法のさらに好ましい実施形態において、重質原料油が、第1のノズル407を介して一次ライザー反応器401内に供給され、接触分解軽質サイクル油の重質留分が、重質留分パイプライン413を通って水素付加反応器420に送られ、水素が、水素パイプライン416を介して前記水素付加反応器420に導入される。結果として得られる水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、水素付加サイクル油パイプライン412を通過し、第2のノズル408を介して二次ライザー反応器404内に供給される。前記接触分解軽質サイクル油の軽質留分は、軽質留分パイプライン418を通過し、第3のノズル419を介して前記二次ライザー反応器404内に供給される。再生器405からの再生触媒の一部は、第1の再生触媒傾斜管410を通過し、第1の接触分解触媒として第1の注入点から前記一次ライザー反応器401の底部内に注入され、予備上昇媒体によって上昇させる。その後、前記触媒は、前記第1のノズル407を通って供給される前記重質原料油と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。前記再生器405からの前記再生触媒の他の一部は、第2の再生触媒傾斜管409を通過し、第2の接触分解触媒として第2の注入点から前記二次ライザー反応器404の底部内に注入され、予備上昇媒体によって上昇させる。その後、前記触媒は、前記第2のノズル408を通って供給される前記水素付加サイクル油、および、前記第3のノズル419を通って供給される前記接触分解軽質サイクル油の前記軽質留分と接触し、励起されて、接触分解反応が行われる。結果として得られる(前記第2の反応生成物と前記使用済み触媒とを含む)反応流は、前記二次ライザー反応器404の上部排出口から回収され、水平なパイプを通って前記一次ライザー反応器401の上部中央部分に送られ、そこで前記反応流と合流する。前記二次ライザー反応器404の高さ方向に沿って、前記第2のノズル408と前記第3のノズル419とは、上下の相対的な位置関係において配置される。接触分解反応生成物と使用済み触媒とは、前記一次ライザー反応器401の最上部から回収され、解放器406に送られ、前記反応生成物と前記触媒とに分離される。分離された前記使用済み触媒は、再生のために前記再生器405に移され、その後再循環させる。分離された前記反応生成物は、生成物パイプライン417を通って主要分留塔403に送られる。結果として得られるスラリー油は、スラリー油パイプライン415を通って前記主要分留塔403から回収され、生成物として排出される。結果として得られるオイルガスは、油-気体パイプライン414を通って前記主要分留塔403から回収され、後段の吸収安定化システム(不図示)に移され、乾燥ガスと、液化ガスと、ハイオクタンガソリンとを生成する。結果として得られる接触分解軽質サイクル油は、前記主要分留塔403から回収され、軽質サイクル油パイプライン411を通って軽質サイクル油分留塔402に送られ、そこで軽質留分と重質留分とに分割する。前記接触分解軽質サイクル油の前記重質留分は、前記重質留分パイプライン413を通って前記水素付加反応器420に送られ、その後再循環させる。前記軽質留分パイプライン418を通って回収された前記接触分解軽質サイクル油の前記軽質留分は、前記第3のノズル419を介して前記二次ライザー反応器404内に供給される。
【0095】
第2の態様において、本発明は、一次ライザー反応器と、二次ライザー反応器と、再生器と、解放器と、分留塔と、水素付加反応器とを含む接触分解システムであって、
前記一次ライザー反応器は、下方フィード注入口と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器は、下方フィード注入口を有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に接続されている。前記一次ライザー反応器の前記上部排出口は、前記解放器の注入口に接続されており、前記解放器の触媒排出口は、前記再生器に接続されており、前記解放器の油-気体排出口は、前記分留塔の注入口に接続されており、前記分留塔の軽質サイクル油排出口は、前記水素付加反応器の前記注入口に接続されており、前記水素付加反応器の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器のフィード注入口に接続されており、
前記再生器の再生触媒排出口は、前記一次ライザー反応器の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器の前記触媒注入口とにそれぞれに接続されている。
【0096】
好ましい実施形態において、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている。
【0097】
本発明の前記接触分解システムは、添付の図面を参照して、さらに以下に記載されるが、本発明を限定することを意図するものではない。
【0098】
図3に示すように、好ましい実施形態において、本発明の接触分解システムは、一次ライザー反応器301と、二次ライザー反応器304と、再生器305と、解放器306と、分留塔303と、水素付加反応器302とを含む。前記一次ライザー反応器301は、下方フィード注入口(すなわち、前記第1のノズル307)と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器304は、下方フィード注入口(すなわち、前記第2のノズル308)と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有する。前記二次ライザー反応器304の前記上部排出口は、水平なパイプを通って前記一次ライザー反応器301の上部中央部分に接続されている。前記一次ライザー反応器301の前記上部排出口は、前記解放器306の注入口に接続されている。前記解放器306の触媒排出口は、前記再生器305に接続されており、前記解放器306の油-気体排出口は、前記分留塔303の注入口に接続されている。前記分留塔303の軽質サイクル油排出口は、前記水素付加反応器302の注入口に接続されている。前記水素付加反応器302の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器304のフィード注入口に接続されている。前記再生器305の触媒排出口は、前記一次ライザー反応器301の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器304の前記触媒注入口とにそれぞれ接続されている。
【0099】
さらに、図3に示すように、前記一次ライザー反応器301は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分Iと第2の反応器部分IIとを含み、前記第2の反応器部分IIの内径は、前記第1の反応器部分Iの内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器304の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応段階IIに接続されている。加えて、排出口部分が、前記第2の反応器部分IIの上に同軸的に設けられていてもよい。前記排出口部分の内径は、前記第2の反応器部分IIの内径よりも小さくてもよく、前記排出口部分は、前記解放器306に接続されている。
【0100】
本発明は、第3の態様において、一次ライザー反応器と、二次ライザー反応器と、再生器と、解放器と、主要分留塔と、軽質サイクル油分留塔と、水素付加反応器とを含む接触分解システムであって、
前記一次ライザー反応器は、下方フィード注入口と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器は、下部に第1のフィード注入口と第2のフィード注入口とを有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に接続されており、
前記一次ライザー反応器の前記上部排出口は、前記解放器の注入口に接続されており、前記解放器の触媒排出口は、前記再生器に接続されており、前記解放器の油-気体排出口は、前記主要分留塔の注入口に接続されており、前記主要分留塔の軽質サイクル油排出口は、前記軽質サイクル油分留塔の注入口に接続されており、
前記軽質サイクル油分留塔の重質留分排出口は、前記水素付加反応器の注入口に接続されており、前記軽質サイクル油分留塔の軽質留分排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第2のフィード注入口に接続されており、前記水素付加反応器の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第1のフィード注入口に接続されており、
前記再生器の再生触媒排出口は、前記一次ライザー反応器の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器の前記触媒注入口とにそれぞれに接続されている、接触分解システムを提供する。
【0101】
好ましい実施形態において、前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている。
【0102】
本発明の前記接触分解システムは、添付の図面を参照して、さらに以下に記載されるが、本発明を限定することを意図するものではない。
【0103】
図4に示すように、好ましい実施形態において、本発明の接触分解システムは、一次ライザー反応器401と、二次ライザー反応器404と、再生器405と、解放器406と、主要分留塔403と、軽質サイクル油分留塔402と、水素付加反応器420とを含む。前記一次ライザー反応器401は、下方フィード注入口(すなわち、前記第1のノズル407)と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有する。前記二次ライザー反応器404は、下部に第1のフィード注入口(すなわち、前記第2のノズル408)と、第2のフィード注入口(すなわち、前記第3のノズル419)とをを有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有する。前記二次ライザー反応器404の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器401の上部中央部分に接続されており、前記一次ライザー反応器401の前記上部排出口は、前記解放器406の注入口に接続されている。前記解放器406の触媒排出口は、前記再生器405に接続されており、前記解放器406の油-気体排出口は、前記主要分留塔403の注入口に接続されている。前記主要分留塔403の軽質サイクル油排出口は、前記軽質サイクル油分留塔402の注入口に接続されている。前記軽質サイクル油分留塔402の重質留分排出口は、前記水素付加反応器420の注入口に接続されており、前記軽質サイクル油分留塔402の軽質留分排出口は、前記二次ライザー反応器404の前記第2のフィード注入口に接続されている。前記水素付加反応器420の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器404の前記第1のフィード注入口に接続されている。前記再生器405の触媒排出口は、前記一次ライザー反応器401の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器404の前記触媒注入口とにそれぞれ接続されている。
【0104】
さらに、図4に示すように、前記一次ライザー反応器401は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分Iと第2の反応器部分IIとを含み、前記第2の反応器部分IIの内径は、前記第1の反応器部分Iの内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器404の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応段階IIに接続されている。加えて、排出口部分が、前記第2の反応器部分IIの上に同軸的に設けられていてもよい。前記排出口部分の内径は、前記第2の反応器部分IIの内径よりも小さくてもよく、前記排出口部分は、前記解放器406に接続されている。
【0105】
いくつかの好ましい実施形態において、本発明は、以下のような技術的解決法を提供する。
【0106】
A1.次の工程、
第1のノズルを介してライザー反応器内に重質原料油を噴霧し、前記ライザー反応器の底部からの第1の接触分解触媒と、前記ライザー反応器の中央部からの第2の接触分解触媒とに接触させ、接触分解反応に供し、反応生成物と使用済み触媒とを得る工程、
前記反応生成物を分離して、少なくとも接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
コークスを燃焼することによって、前記使用済み触媒を再生のために再生器に送り、再生触媒を得る工程、
前記再生触媒を前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒として前記ライザー反応器に再循環する工程、
水素付加反応器内で前記接触分解軽質サイクル油を水素付加触媒と接触させ、水素付加処理に供し、水素付加軽質サイクル油を得る工程、
第2のノズルを介して前記水素付加軽質サイクル油を前記ライザー反応器内に噴霧し、接触分解反応に供する工程であって、前記第2のノズルは、前記ライザー反応器の高さ方向に沿って前記第1のノズルから離れて配置されている工程、を含む、ハイオクタンガソリンの生成方法。
【0107】
A2.前記高さ方向に沿って、前記第2のノズルは、前記第1のノズルの上に配置されており、前記第2の接触分解触媒は、前記第2のノズルの上の位置、または、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の位置から、前記ライザー反応器内に注入される、A1に記載の方法。
【0108】
A3.前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の前記ライザー反応器部分の反応時間は、約0.05秒間から約2秒間までの範囲である、A1またはA2に記載の方法。
【0109】
A4.前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル、真空残渣油、および常圧残油からなる群から選択される少なくとも一つである、A1に記載の方法。
【0110】
A5.前記重質原料油の接触分解条件は、平衡触媒のマイクロ活性を測定するための接触分解分野におけるRIPP92-90の試験方法によって測定したとき、以下の条件を含む、A1に記載の方法。
【0111】
反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲であり、絶対圧力が、約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約1から約50の範囲であり、反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.01から0.5までの範囲であり、前記再生触媒のマイクロ活性が、約60以上である。
【0112】
A6.前記再生触媒は、約10重量%から約50重量%のゼオライト、約5重量%から約90重量%の無機酸化物、および、約0重量%から約70重量%の粘土を含むものであり、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、および、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、からなる群から選択される少なくとも一つのゼオライトである、A1に記載の接触分解方法。
【0113】
A7.前記ライザー反応器は、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器である、A1に記載の方法。
【0114】
A8.前記水素付加触媒は、活性金属成分と担体とを含み、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であり、前記担体は、アルミナ、シリカ、およびアモルファスシリカ-アルミナからなる群から選択される少なくとも一つである、A1に記載の方法。
【0115】
A9.前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンである、A8に記載の方法。
【0116】
A10.水素付加条件は、水素の分圧が、約5.0MPaから約22.0MPaまでの範囲であり、反応温度が、約330℃から約450℃までの範囲であり、体積空間速度が、約0.1h-1から約10.0h-1までの範囲であり、油に対する水素の体積比が、約100Nm/mから約2000Nm/mまでの範囲である、A1に記載の方法。
【0117】
A11.前記水素付加軽質サイクル油は、二環式芳香族の含量が約20重量%以下である、A1に記載の方法。
【0118】
A12.前記水素付加軽質サイクル油の接触分解条件が以下を含む、A1に記載の方法。反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲であり、絶対圧力が、約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記水素付加軽質サイクル油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約5から約100までの範囲であり、反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲であり、前記水素付加軽質サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲である。
【0119】
A13.前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒の単位時間あたりの循環的な重量比が、約1:0.02から約1:1までの範囲である、A1に記載の方法。
【0120】
B1.次の工程、
第1のノズルを介して一次ライザー反応器の下部内に重質原料油を噴霧し、前記一次ライザー反応器の底部からの第1の接触分解触媒と接触させ、第1の接触分解反応に供し、第1の反応生成物と第1の使用済み触媒とを得、前記一次ライザー反応器の上部排出口から結果物を回収する工程、
生成物分離ユニットにおいて前記第1の反応生成物を分離して、少なくとも接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
水素付加反応器内で前記接触分解軽質サイクル油を水素付加触媒と接触させ、水素付加処理に供し、水素付加軽質サイクル油を得る工程、
第2のノズルを介して二次ライザー反応器内に前記水素付加軽質サイクル油を噴霧し、第2の接触分解触媒に接触させ、第2の接触分解反応に供し、第2の反応生成物と第2の使用済み触媒とを得る工程であって、前記二次ライザー反応器の上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に接続されている工程、
前記第2の反応生成物と前記第2の使用済み触媒とを前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に送り、前記第1の反応生成物および前記第1の使用済み触媒とともに前記一次ライザー反応器の前記上部排出口から前記第2の反応生成物と前記第2の使用済み触媒とを回収する工程、
コークスを燃焼することによって、前記第1の使用済み触媒と前記第2の使用済み触媒とを再生のために再生器に送り、再生触媒を得、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒として別々に前記一次ライザー反応器と前記二次ライザー反応器とに前記再生触媒を再循環する工程、
生成物分離ユニットにおいて前記第1の反応生成物とともに前記第2の反応生成物を分離する工程、
を含む、二つのライザー反応器を用いる接触分解方法。
【0121】
B2.前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル、真空残渣油、および常圧残油からなる群から選択される少なくとも一つである、B1に記載の方法。
【0122】
B3.前記第1の接触分解反応の条件は、平衡触媒のマイクロ活性を測定するための接触分解分野におけるRIPP92-90の試験方法によって測定したとき、以下の条件を含む、B1に記載の方法。温度が、約450℃から約550℃までの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒の重量比が、約4から約8までの範囲であり、反応時間が、約2秒間から約10秒間までの範囲であり、圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.02から約0.08までの範囲であり、前記第1の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上である。
【0123】
B4.前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒はそれぞれ、独立して、約10重量%から約50重量%のゼオライト、約5重量%から約90重量%の無機酸化物、および、約0重量%から約70重量%の粘土を含むものであり、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、および、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、からなる群から選択される少なくとも一つのゼオライトである、B1に記載の方法。
【0124】
前記一次ライザー反応器および前記二次ライザー反応器はそれぞれ、独立して、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器である、B1に記載の方法。
【0125】
B6.前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている、B1に記載の方法。
【0126】
B7.前記水素付加触媒は、活性金属成分と担体とを含み、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であり、前記担体は、アルミナ、シリカ、およびアモルファスシリカ-アルミナからなる群から選択される少なくとも一つである、B1に記載の方法。
【0127】
B8.前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンである、B7に記載の方法。
【0128】
B9.前記水素付加条件は、水素の分圧が、約5.0MPaから約22.0MPaまでの範囲であり、反応温度が、約330℃から約450℃までの範囲であり、体積空間速度が、約0.1h-1から約10.0h-1までの範囲であり、油に対する水素の体積比が、約100Nm/mから約2000Nm/mまでの範囲である、B1に記載の方法。
【0129】
B10.前記水素付加軽質サイクル油は、二環式芳香族の含量が約20重量%以下である、B1に記載の方法。
【0130】
B11.前記第2の接触分解反応の条件は以下を含む、B1に記載の方法。反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲であり、圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記水素付加軽質サイクル油に対する前記第2の接触分解触媒の重量比が、約5から約100までの範囲であり、反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲であり、前記水素付加軽質サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲であり、前記第2の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上である。
【0131】
B12.一次ライザー反応器301と、水素付加反応器302と、生成物分離ユニット(すなわち、分留塔)303と、二次ライザー反応器304と、再生器305と、解放器306とを含む、二つのライザー反応器を用いる接触分解システムであって、
前記一次ライザー反応器301は、下方フィード注入口と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器304は、下方フィード注入口を有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器304の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器301の前記上部中央部分に接続されており、
前記一次ライザー反応器301の前記上部排出口は、前記解放器306の注入口に接続されており、前記解放器306の触媒排出口は、前記再生器305に接続されており、前記解放器306の油-気体排出口は、前記生成物分離ユニット303の注入口に接続されており、前記生成物分離ユニット303の軽質サイクル油排出口は、前記水素付加反応器302の注入口に接続されており、前記水素付加反応器302の水素付加軽質サイクル油排出口は、前記二次ライザー反応器304の前記フィード注入口に接続されており、前記再生器305の触媒排出口は、前記一次ライザー反応器301の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器304の前記触媒注入口とに接続されている、
接触分解システム。
【0132】
B13.前記一次ライザー反応器301は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分Iと第2の反応器部分IIと含み、前記第2の反応器部分IIの内径は、前記第1の反応域Iの内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器304の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応域IIに接続されている、B12に記載のシステム。
【0133】
C1.次の工程、
i)第1の接触分解触媒の存在下で重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2の接触分解触媒の存在下で水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、接触分解ガソリンの生成方法であって、
前記工程ii)および前記工程i)は、単一のライザー反応器にて行われ、前記重質原料油および前記水素付加サイクル油は、前記ライザー反応器に互いに異なる高さから供給され、前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒は、前記ライザー反応器に互いに異なるポイント(point)で注入される、または、
前記工程ii)および前記工程i)は、別々のライザー反応器にて行われ、前記第2の反応生成物は、前記工程i)で使用されるライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
方法。
【0134】
C2.以下の工程、
i)第1のノズルを介して前記重質原料油をライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記第1の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を前記工程i)で使用されるライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、C1に記載の方法であって、
前記第2のノズルおよび前記第1のノズルは、前記ライザー反応器の互いに異なる高さに配置され、前記第2の注入点は、前記第1の注入点とは異なる、
方法。
【0135】
C3.以下の工程、
i)第1のノズルを介して前記重質原料油を一次ライザー反応器に噴霧し、前記第1のノズルの下に位置する第1の注入点から前記第1の接触分解触媒を前記一次ライザー反応器に注入し、前記重質原料油を接触分解反応に供し、第1の反応生成物を得る工程、
ii)第2のノズルを介して前記水素付加サイクル油を二次ライザー反応器に噴霧し、前記第2のノズルの下に位置する第2の注入点から前記第2の接触分解触媒を前記二次ライザー反応器に注入し、前記水素付加サイクル油を接触分解反応に供し、第2の反応生成物を得る工程、
iii)前記第1の反応生成物と前記第2の反応生成物との混合物を分離し、接触分解ガソリンと接触分解軽質サイクル油とを得る工程、
iv)前記接触分解軽質サイクル油またはその留分を水素付加に供し、水素付加生成物を得る工程、
v)前記水素付加生成物を前記水素付加サイクル油として前記工程ii)に再循環する工程、
を含む、C1に記載の方法であって、
前記第2の反応生成物は、前記一次ライザー反応器の上部中央部分に供給され、前記第1の反応生成物と混合される、
方法。
【0136】
C4.前記ライザー反応器の高さ方向に沿って、前記第2のノズルは、前記第1のノズルの上に配置され、前記第2の注入点は、前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の位置に配置される、C2に記載の方法。
【0137】
C5.前記第1のノズルと前記第2のノズルとの間の前記ライザー反応器部分における反応時間は、約0.05秒間から約2秒間までの間、好ましくは約0.1秒間から約1秒間までの範囲である、C4に記載の方法。
【0138】
C6.前記ライザー反応器における反応条件は、反応温度が約450℃から約650℃までの範囲、好ましくは約490℃から約550℃までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約1から約50までの範囲、好ましくは約3から約30までの範囲であり、前記重質原料油の反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.5までの範囲、好ましくは約0.02から約0.2までの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との総重量の重量比が、約5から約100までの範囲、好ましくは約8から約50までの範囲であり、前記水素付加サイクル油の反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲、好ましくは約0.01から約0.1までの範囲であり、前記第1の接触分解触媒と前記第2の接触分解触媒との両方のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である、C2、C4およびC5の何れかに記載の方法。
【0139】
C7.前記一次ライザー反応器における反応条件は、反応温度が、約450℃から約550℃までの範囲、好ましくは約500℃から約520℃までの範囲であり、前記重質原料油に対する前記第1の接触分解触媒の重量比が、約4から約8までの範囲、好ましくは約5から約7までの範囲であり、反応時間が、約2秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約2秒間から約8秒間までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が、約0.02から約0.08までの範囲、好ましくは約0.03から約0.05までの範囲であり、前記第1の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である、および/または、前記二次ライザー反応器における反応条件は、反応温度が、約520℃から約650℃までの範囲、好ましくは約550℃から約590℃までの範囲であり、絶対圧力が約0.15MPaから約0.4MPaまでの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する前記第2の接触分解触媒の重量比が、約5から約100までの範囲、好ましくは約8から約50までの範囲であり、反応時間が、約1秒間から約10秒間までの範囲、好ましくは約1秒間から約8秒間までの範囲であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が、約0.01から約0.3までの範囲、好ましくは約0.02から約0.2までの範囲であり、前記第2の接触分解触媒のマイクロ活性が、約60以上、好ましくは約62以上である、C3に記載の方法。
【0140】
C8.前記第2の接触分解触媒に対する前記第1の接触分解触媒の重量比は、約1:0.02と約1:1との間、好ましくは約1:0.03と約1:0.5との間の範囲である、C1からC7の何れかに記載の方法。
【0141】
C9.前記ライザー反応器は、流動床反応器を有するか若しくは有さない等直径のライザー反応器、または、流動床反応器を有するか若しくは有さない可変直径のライザー反応器である、C1からC8の何れかに記載の方法。
【0142】
C10.前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている、C3またはC7に記載の方法。
【0143】
C11.前記工程iv)の前に前記接触分解軽質サイクル油を軽質留分と重質留分とに分割し、前記工程iv)で前記重質留分を水素付加に供し、前記水素付加生成物を得る工程、
前記軽質留分を前記工程ii)に再循環し、前記第2の接触分解触媒の存在下で接触分解反応に供する工程、
をさらに含む、C1からC10の何れかに記載の方法。
【0144】
C12.前記接触分解軽質サイクル油は、約240℃と約260℃との間の留分境界点で分割される、C11に記載の方法。
【0145】
C13.前記重質原料油は、直留蝋油、コークス(coker)蝋油、脱歴油、水素化精製油、水素化分解テールオイル、真空残渣油、常圧残油、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、C1からC12の何れかに記載の方法。
【0146】
C14.前記第1の接触分解触媒および前記第2の接触分解触媒はそれぞれ、独立して、無水ベースで、当該接触分解触媒に対して、約10重量%から約50重量%までのゼオライト、約5重量%から約90重量%までの無機酸化物、および約0重量%から約70重量%までの粘土を含み、前記ゼオライトは、希土類元素を有する、あるいは有さないY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないHY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないUSY型ゼオライト、希土類元素を有する、あるいは有さないβゼオライト、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記無機酸化物は、シリカ、アルミナ、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記粘土は、カオリンおよび/またはハロサイトから選択される、C1からC13の何れかに記載の方法。
【0147】
C15.前記工程iv)は、活性金属成分および担体を含む水素付加触媒の存在下で行い、前記活性金属成分は、第6B族金属および/または第8族非貴金属であり、前記担体は、アルミナ、シリカ、アモルファスシリカ-アルミナ、および、これらの組み合わせからなる群から選択され、好ましくは、前記水素付加触媒は、約15%重量から約30重量%までの前記活性金属成分および約70重量%から約85重量%までの前記担体を含む、C1からC14の何れかに記載の方法。
【0148】
C16.前記活性金属成分は、ニッケル-タングステン、ニッケル-タングステン-コバルト、ニッケル-モリブテン、またはコバルト-モリブテンである、C15に記載の方法。
【0149】
C17.前記工程iv)で採用される水素付加条件は、水素の分圧が、約5.0MPaから約22.0MPaまでの範囲、好ましくは約8.0MPaから約15.0MPaまでの範囲であり、反応温度が、約330℃から約450℃までの範囲、好ましくは約340℃から約380℃までの範囲であり、体積空間速度が、約0.1h-1から約10.0h-1までの範囲、好ましくは約0.1h-1から約3.0h-1までの範囲であり、油に対する水素の体積比が、約100Nm/mから約2000Nm/mまでの範囲、好ましくは約350Nm/mから約1200Nm/mまでの範囲である、C1からC16の何れかに記載の方法。
【0150】
C18.水素付加する前記工程iv)は、結果として得られる前記水素付加生成物について、二環式芳香族化合物の含量が、約20重量%以下、好ましくは約10重量%以下、より好ましくは約8重量%以下であり、水素の含量が、約10重量%以上、好ましくは約11重量%以上であり、より好ましくは約14重量%以上であり、初留点が、約165℃よりも高く、好ましくは約170℃よりも高い範囲で行う、C1からC17の何れかに記載の方法。
【0151】
C19.C1に記載の方法を行う接触分解システムであって、
前記システムは、一次ライザー反応器と、二次ライザー反応器と、再生器と、解放器と、主要分留塔と、軽質サイクル油分留塔と、水素付加反応器とを含み、
前記一次ライザー反応器は、下方フィード注入口と、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器は、下部に第1のフィード注入口と第2のフィード注入口とを有し、さらに、底部触媒注入口と、上部排出口とを有し、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記一次ライザー反応器の前記上部中央部分に接続されており、
前記一次ライザー反応器の前記上部排出口は、前記解放器の注入口に接続されており、前記解放器の触媒排出口は、前記再生器に接続されており、前記解放器の油-気体排出口は、前記主要分留塔の注入口に接続されており、前記主要分留塔の軽質サイクル油排出口は、前記軽質サイクル油分留塔の注入口に接続されており、
前記軽質サイクル油分留塔の重質留分排出口は、前記水素付加反応器の注入口に接続されており、前記軽質サイクル油分留塔の軽質留分排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第2のフィード注入口に接続されており、前記水素付加反応器の水素付加生成物排出口は、前記二次ライザー反応器の前記第1のフィード注入口に接続されており、
前記再生器の再生触媒排出口は、前記一次ライザー反応器の前記触媒注入口と、前記二次ライザー反応器の前記触媒注入口とにそれぞれに接続されている、
システム。
【0152】
C20.前記一次ライザー反応器は、下から上に向かって同軸的に配列される第1の反応器部分と第2の反応器部分とを含み、前記第2の反応器部分の内径は、前記第1の反応器部分の内径よりも大きく、前記二次ライザー反応器の前記上部排出口は、水平なパイプを介して前記第2の反応器部分に接続されている、C19に記載のシステム。
【実施例
【0153】
本発明について、以下の実施例を参照しながら、更に説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例に限定されない。
【0154】
<初発原料、および、試薬>
以下の実施例および比較例では、水素付加反応器内に充填される、商品名がRN-32Vである水素付加触媒、および、商品名がRG-1である保護剤として、共に、シノペック カタリスト ブランチ(Sinopec Catalyst Branch)製のものを用いた。前記水素付加触媒および前記保護剤を、95:5の体積比にて、充填した。
【0155】
以下の実施例および比較例では、商品名HACである接触分解触媒(シノペック カタリスト ブランチ製)を、ライザー反応器内に用いた。表1に、当該接触分解触媒の物理化学的な特性を示す。
【0156】
【表1】
【0157】
以下の実施例および比較例では、使用された重質原料油は、90重量%の直留蝋油と、10重量%の真空残渣油とを含む混合供給材料であった。表2に、当該混合供給材料の特性を示す。
【0158】
【表2】
【0159】
<パラメーターの算出>
(軽質サイクル油(Light cycle oil:LCO)の再利用率)=(水素付加および再精製された軽質サイクル油の重量)/(重質原料油の重量)
(水素消費量)=(水素付加反応器内にて消費されるフレッシュな水素の量)/(水素付加反応器へ供給されるフレッシュな水素の量)。
【0160】
<測定方法>
ガソリン生成物のリサーチ・オクタン価(research octane number:RON)は、中国国家標準(Chinese National Standard)GB/T 5487-2015の方法に従って測定した。ガソリン生成物のモーター・オクタン価(motor octane number:MON)は、中国国家標準GB/T 503-2016の方法に従って測定した。
【0161】
再生触媒のマイクロ活性(micro-activity:MAT)は、RIPP 92-90の標準的な方法に従って決定した(Petrochemical Analysis Method(RIPP Test Method)、Cuiding Yang等編纂、Science Press、1990年9月、第1版、263-268頁を参照)。具体的には、以下の条件に従った。触媒 5.0g(20~40メッシュ);油の取り入れ 1.56グラム;反応時間 70秒間;反応温度 460℃;触媒/油 3.2;空間速度 16h-1
【0162】
〔実施例1〕
本実施例は、図1に示すプロセスフローに従って実施された。使用されたライザー反応器は、等直径のライザー反応器であり、前記重質原料油および前記水素付加サイクル油は、それぞれ前記第1のノズルと前記第2のノズルとを介して前記ライザー反応器内に噴霧された。表3に、前記接触分解反応の条件を示す。前記第2のノズルと前記第1のノズルとの間のライザー反応器部分における反応時間は、0.2秒間であった。
【0163】
前記水素付加処理の条件は、以下の通りであった:水素の分圧が8.0MPaであり、平均床反応温度(average bed reaction temperature)が360℃であり、体積空間速度が0.5h-1であり、油に対する水素の体積比が1100Nm/mであった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が170℃であり、二環式芳香族化合物の含量が19重量%であり、水素の含量が11重量%であった。
【0164】
表4に、本実施例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0165】
〔実施例2〕
本実施例は、図2に示すプロセスフローに従って実施された。本実施例では、前記接触分解軽質サイクル油は、留分境界点250℃で軽質留分と重質留分とに分割された。前記重質留分を水素付加に供し、水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)を得た。前記重質原料油と、前記水素付加サイクル油と、前記軽質留分とを、それぞれ前記第1のノズルと、前記第2のノズルと、前記第3のノズルとを介して、前記ライザー反応器内に噴霧した。
【0166】
前記接触分解反応の条件は、以下の通りであった:反応温度が500℃であり、絶対圧力が0.25MPaであり、前記重質原料油に対する前記ライザー反応器内に注入された前記再生触媒の総重量の重量比が6.0であり、前記重質原料油の反応時間が2.8秒間であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が0.05であり、前記水素付加サイクル油に対する前記再生触媒の総重量の重量比が20であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が0.02であり、前記軽質留分に対する前記再生触媒の総重量の重量比が40であり、前記軽質留分に対する蒸気の重量比が0.05であり、前記再生触媒のマイクロ活性が65であった。前記第2のノズルと前記第1のノズルとの間のライザー反応器部分における反応時間は1.4秒間であり、前記第3のノズルと前記第2のノズルとの間のライザー反応器部分における反応時間は、0.6秒間である。
【0167】
前記水素付加処理の条件は、以下の通りであった:水素の分圧が8.0MPaであり、平均床反応温度が360℃であり、体積空間速度が0.5h-1であり、油に対する水素の体積比が1100Nm/mである。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が250℃であり、二環式芳香族化合物の含量が20重量%であり、水素の含量が10重量%であった。
【0168】
表4に、本実施例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0169】
〔比較例1〕
実験を、実施例1に記載したように実施した。実施例1との違いは、前記水素付加サイクル油と前記重質原料油とを組み合わせて、その後前記第1のノズルを介して前記ライザー反応器内に噴霧したことであった。表3に、前記接触分解反応の条件を示した。
【0170】
水素付加処理の条件は、実施例1と同じであった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が170℃であり、二環式芳香族化合物の含量が19重量%であり、水素の含量が11重量%であった。
【0171】
表4に、本比較例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0172】
〔比較例2〕
実験を、実施例1に記載したように実施した。実施例1との違いは、前記ライザー反応器に再循環させた前記再生触媒の全てを、前記第1の注入点から注入したことであった。表3に、前記接触分解反応の条件を示す。
【0173】
水素付加処理の条件は、実施例1と同じであった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が170℃であり、二環式芳香族化合物の含量が19重量%であり、水素の含量が11重量%であった。
【0174】
表4に、本比較例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0175】
【表3】
【0176】
【表4】
【0177】
表4の結果から分かるように、前記水素付加サイクル油と前記重質原料油との組み合わせが使用された比較例1、および、前記再生触媒の全てが前記第1の注入点から注入された比較例2と比較すると、本発明の実施例1、2では、ガソリンの収率がより高く、生成物分布が向上し、ガソリンのオクタン価がより高かった。
【0178】
実施例1と比較して、実施例2では、前記接触分解軽質サイクル油を分割したため、水素消費量が減少し、生成物分布が向上し、ガソリンの収率がより高かった。
【0179】
〔実施例3〕
本実施例は、図3に示すプロセスフローに従って実施された。使用された一次および二次ライザー反応器は、何れも等直径のライザー反応器であった。前記重質原料油は、前記第1のノズルを介して前記一次ライザー反応器内に噴霧され、前記水素付加サイクル油は、前記第2のノズルを介して前記二次ライザー反応器内に噴霧された。表5に、前記接触分解反応の条件を示す。
【0180】
前記水素付加処理の条件は、以下の通りであった:水素の分圧が8.0MPaであり、平均床反応温度(average bed reaction temperature)が360℃であり、体積空間速度が0.5h-1であり、油に対する水素の体積比が1100Nm/mであった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が170℃であり、二環式芳香族化合物の含量が19重量%であり、水素の含量が11重量%であった。
【0181】
表6に、本実施例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0182】
〔実施例4〕
実験を、実施例3に記載したように実施した。実施例3との違いは、前記一次ライザー反応器として、予備上昇部と、反応器部分(すなわち、前記第1の反応器部分I)と、拡張部(すなわち、前記第2の反応器部分II)と、排出口部分とを下から上に含む可変直径のライザー反応器を使用したことであった。前記反応器部分における反応条件は、以下の通りであった:反応温度が500℃であり、絶対圧力が0.25MPaであり、前記再生触媒のマイクロ活性が64であり、オイルに対する触媒の重量比が6.1であり、反応時間が1.2秒間であり、前記重質原料油に対する蒸気の重量比が0.06であった。前記拡張部における反応条件は、以下の通りであった:反応温度が490℃であり、反応時間が5秒間であった。
【0183】
前記二次ライザー反応器における反応条件および水素付加処理の条件は、実施例3と同じであり、前記軽質サイクル油の再利用率は0.15であった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が170℃であり、二環式芳香族化合物の含量が19重量%であり、水素の含量が11重量%であった。
【0184】
表6に、本実施例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0185】
〔実施例5〕
本実施例は、図4に示すプロセスフローに従って実施された。使用された一次および二次ライザー反応器は、何れも等直径のライザー反応器であった。前記重質原料油は、前記第1のノズルを介して前記一次ライザー反応器内に噴霧され、前記接触分解軽質サイクル油は、留分境界点250℃で軽質留分と重質留分とに分割された。前記重質留分を水素付加に供し、水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)を得た。前記水素付加サイクル油と前記軽質留分とは、それぞれ前記第2のノズルと前記第3のノズルをを介して前記二次ライザー反応器内に注入された。
【0186】
前記二次ライザー反応器における接触分解条件は、以下の通りであった:反応温度が550℃であり、絶対圧力が0.25MPaであり、前記水素付加サイクル油に対する前記二次ライザー反応器内に注入された再生触媒の重量比が8であり、前記水素付加サイクル油の反応時間が2.8であり、前記水素付加サイクル油に対する蒸気の重量比が0.02であり、前記軽質留分に対する前記再生触媒の重量比が6であり、前記軽質留分に対する蒸気の重量比が0.02であり、前記再生触媒のマイクロ活性が64であった。前記第3のノズルと前記第2のノズルとの間のライザー反応器部分における反応時間は、0.2であった。
【0187】
前記一次ライザー反応器における反応条件および水素付加処理の条件は、実施例3と同じであり、前記軽質サイクル油の循環的な重量比は0.2であった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が250℃であり、二環式芳香族化合物の含量が20重量%であり、水素の含量が10重量%であった。
【0188】
表6に、本実施例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0189】
〔比較例3〕
実験を、実施例3に記載したように実施した。実施例3との違いは、前記一次ライザー反応器のみが使用され、前記二次ライザー反応器は使用しなかったことであった。前記接触分解軽質サイクル油(すなわち、前記水素付加サイクル油)の水素付加によって得られた水素付加生成物と、前記重質原料油とが組み合わされ、前記第1のノズルを介して前記一次ライザー反応器内に噴霧された。表5に、前記一次ライザー反応器における接触分解条件を示す。
【0190】
水素付加処理の条件は、実施例3と同じであった。前記水素付加生成物(すなわち、前記水素付加サイクル油)は、初留点が170℃であり、二環式芳香族化合物の含量が19重量%であり、水素の含量が11重量%であった。
【0191】
表6に、本比較例で得られた、反応生成物の分布と、水素消費量と、ガソリンのオクタン価とを示す。
【0192】
【表5】
【0193】
【表6】
【0194】
表6の結果から分かるように、単一のライザー反応器、および、前記水素付加サイクル油と前記重質原料油との組み合わせを使用した比較例3と比較して、本発明の実施例3から5では、水素付加したLCOの独立した反応環境が得られる。これは、水素付加したLCOの反応を最適化するにあたって好適であり、その結果、オクタン価のより高いガソリンをより高い収率で得られる。
【0195】
実施例3と比較して、前記一次ライザー反応器として実施例4のように拡張部を有する可変直径のライザー反応器を使用することで、水素転移反応と異性化反応とが促進され、その結果、ガソリンのオクタン価が増加する。実施例3と比較して、実施例5では、前記接触分解軽質サイクル油を分割したため、水素消費量が減少し、ガソリンの収率がより高かった。
【0196】
上述の説明において、本発明の概念は、特定の実施形態を参照して記載されている。しかし、添付された特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱しない限り、種々の改変および変更が可能であると認められる。従って、明細書および図面は、限定的な意味よりむしろ、例示的な意味とされ、そのような改変および変更も本発明の範囲内に含まれることを意図する。
【0197】
本明細書において明確にするため別個の実施形態内に記載された種々の特徴も、単一の実施形態に組み合わせて提供されるであろう。一方、単一の実施形態内に省略して記載された種々の特徴も、別個に、または任意の組み合わせで提供されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0198】
図1】本発明の好ましい実施形態の概略的なフロー図である。
図2】本発明の好ましい他の実施形態の概略的なフロー図である。
図3】本発明の好ましい他の実施形態の概略的なフロー図である。
図4】本発明の好ましい他の実施形態の概略的なフロー図である。
図1
図2
図3
図4