KR20180050668A - Api 그룹 ii 중질 기유의 개선된 생산 방법 - Google Patents
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Abstract
다음을 포함하는 중질 기유 생산 방법 : a.제1의 탄화수소 공급물의 방향족 추출을 수행하여 방향족 추출물, 및 왁스성 라피네이트를 생산하는 단계; b. 방향족 추출물을 제2의 탄화수소 공급물과 혼합하여 황이 2,000 wt ppm 초과인 혼합된 공급물을 제조하는 단계; c. 상기 혼합된 공급물을 수소화처리 유닛에 공급하여 70 C에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산하는 단계. 다음을 포함하는, 중질 기유를 제조하기 위한 통합된 정유 공정 유닛 : a. 용매 탈왁스화 유닛 및 수소화처리 유닛에 유동적으로 연결된 방향족 추출 유닛; b. 방향족 추출물을 제2의 탄화수소 공급물에 공급하여 황이 2,000 wt ppm 초과인 혼합된 공급물을 제조하는, 방향족 추출 단위로부터의 제1 라인; 및 c. 상기 혼합된 공급물을 수소화처리 유닛에 공급하는 연결부.
Description
본 출원은 API 그룹 II 중질 기유의 생산 방법, 및 API 그룹 I 중질 기유 및 API 그룹 II 중질 기유를 생산하는 통합된 정유 공정 유닛(refinery process unit)에 관한 것이다.
방향족 추출물을 포함하는 공급물로부터 API 그룹 II 기유를 제조하기 위한 개선된 방법 및 정유 공정 유닛이 요구되고 있다.
본 출원은 다음을 포함하는, 중질 기유 생산을 위한 공정을 제공한다:
a. 제1의 탄화수소 공급물의 방향족 추출을 수행하여 방향족 추출물, 및 추가의 용매 탈왁스화(dewaxing)를 위한 왁스성 라피네이트를 생산하는 단계;
b. 방향족 추출물을 제2의 탄화수소 공급물과 혼합하여 황이 2,000 wt ppm 초과인 혼합된 공급물을 제조하는 단계;
c. 혼합된 공급물을 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산하도록 구성된 수소화처리 유닛(unit)에 공급하는 단계.
본 출원은 또한 다음을 포함하여, 중질 기유를 제조하기 위한 통합된 정유 공정 유닛을 제공한다:
a. 다음에 유동적으로 연결된 방향족 추출 유닛:
i. API 그룹 I 중질 기유를 생산하도록 구성된 용매 탈왁스화 유닛; 및
ii. 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산하도록 구성된 수소화처리 유닛;
b. 상기 방향족 추출 유닛으로부터의 방향족 추출물을 제2 라인 또는 용기 중 제2의 탄화수소 공급물에 공급하여 황이 2,000 wt ppm 초과인 혼합된 공급물을 제조하는, 상기 방향족 추출 유닛으로부터의 제1 라인; 및
c. 상기 제2 라인 또는 용기로부터, 상기 혼합된 공급물을 상기 수소화처리 유닛에 공급하는 수소화처리 유닛까지의 연결부.
본 발명은 본원에 기술된 바와 같이, 청구범위에서의 요소를 적합하게 포함할 수있거나, 당해 요소로 이루어질 수 있거나, 필수적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 API 그룹 I 중질 기유를 생산하기 위한 전통적인 공정 도식의 공정 흐름도이다.
도 2는 API 그룹 II 중질 기유 및 API 그룹 I 중질 기유를 포함하는, 중질 기유를제조하기 위한 개선된 통합 정유 공정 유닛의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀(stripper bottom: STB) 생성물의 점도 지수의 차트이다.
도 4는 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 100℉(37.78℃)에서의 SUS 점도의 차트이다.
도 5는 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 아닐린 점의 차트이다.
도 6은 본 발명의 공정으로 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 22 x 22 질량 분광법에 의한, 방향족 탄화수소 분석의 차트이다.
도 7은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 22 x 22 질량 분광법에 의한, 나프텐 탄화수소 분석의 차트이다.
도 8은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 22 x 22 질량분광법에 의한 파라핀 탄화수소 분석의 차트이다.
도 9는 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 226nm에서의 UV 흡광도의 차트이다.
도 10은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 255 nm에서의 UV 흡광도의 차트이다.
도 11은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 272 nm에서의 UV 흡광도의 차트이다.
도 12는 본 발명의 공정에 의해 제조된, 950 ℉ (510 ℃) 이상에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 13은 본 발명의 공정에 의해 제조된, 700 내지 950 ℉ (371 내지 510 ℃)의 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 14는 본 발명의 공정에 의해 제조된, 550 ℉ (288 ℃) 내지 700 ℉ (371 ℃)의 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 15는 본 발명의 공정에 의해 제조된 C5 내지 550 ℉ (288 ℃)의 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 2는 API 그룹 II 중질 기유 및 API 그룹 I 중질 기유를 포함하는, 중질 기유를제조하기 위한 개선된 통합 정유 공정 유닛의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀(stripper bottom: STB) 생성물의 점도 지수의 차트이다.
도 4는 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 100℉(37.78℃)에서의 SUS 점도의 차트이다.
도 5는 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 아닐린 점의 차트이다.
도 6은 본 발명의 공정으로 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 22 x 22 질량 분광법에 의한, 방향족 탄화수소 분석의 차트이다.
도 7은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 22 x 22 질량 분광법에 의한, 나프텐 탄화수소 분석의 차트이다.
도 8은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 22 x 22 질량분광법에 의한 파라핀 탄화수소 분석의 차트이다.
도 9는 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 226nm에서의 UV 흡광도의 차트이다.
도 10은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 255 nm에서의 UV 흡광도의 차트이다.
도 11은 본 발명의 공정에 의해 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 272 nm에서의 UV 흡광도의 차트이다.
도 12는 본 발명의 공정에 의해 제조된, 950 ℉ (510 ℃) 이상에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 13은 본 발명의 공정에 의해 제조된, 700 내지 950 ℉ (371 내지 510 ℃)의 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 14는 본 발명의 공정에 의해 제조된, 550 ℉ (288 ℃) 내지 700 ℉ (371 ℃)의 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
도 15는 본 발명의 공정에 의해 제조된 C5 내지 550 ℉ (288 ℃)의 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물의 수율의 차트이다.
용어 해설
"API 기유 범주"는 다음 표 1에 나타낸 상이한 기준을 충족시키는 기유의 분류이다:
표 1
"그룹 II+"는 VI가 110 초과, 일반적으로 112 내지 119인 API 그룹 II 기유의 소세트인 비공식적인, 산업적으로 확립된 '범주'이다.
"중질 황 연료유"(HSFO)는 황이 1 wt% 초과인 저가 유(low value oil)이다. 이는 전통적으로 벙커유로서 사용되어 왔다. HFSO는 보다 낮은 황 수준을 요구하는 최근의 규정으로 인하여 선박용 연료로서 사용되도록 하기 위해 고가의 등급개선 및 탈황이 요구되어 왔다.
"방향족 추출"은 용매 천연 기유를 생산하는데 사용된 공정의 일부이다. 방향족 추출 동안에, 진공 가스유, 탈아스팔트 유, 또는 이의 혼합물은 용매 추출 유닛 속에서 용매를 사용하여 추출된다. 방향족 추출은 용매의 증발 후, 왁스성 라피네이트 및 방향족 추출물을 생성한다.
"진공 가스유"(VGO) 는 기유로 상향등급하기 위해 수소화처리 유닛 또는 방향족 추출로 보내질 수 있는 원유 진공 증류의 부산물이다. VGO는 0.101 MPa에서 비등 범위 분포가 343 ℃ (649 ℉) 내지 538 ℃ (1000 ℉)인 탄화수소를 포함한다.
"탈아스팔트 유(deasphalted oil)" (DAO)는 용매 탈아스팔트화된 진공 증류 유닛으로부터의 잔류물을 말한다. 정유 공장에서 용매 탈아스팔트화는 다음에 기술되어 있다: J.Speight:Synthetic FuelsHandbook,ISBN 007149023X, 2008, pages 64, 85-85, and 121.
"라피네이트"는 다음을 말한다: 원래의 액체 중 일부(예를 들면,VGO 또는 DAO), 이는 다른 성분이 용매에 의해 용해되어 제거된 후 남는다.
"방향족 추출물"은 용매의 증발 후, 방향족 추출로부터의 생성물 중 하나이다. 과거에, 이는 전형적으로 1 wt% 초과의 황을 함유하므로, HSFO로서 사용되었다.
"용매 탈왁스화"는 저온에서 파라핀의 결정화 및 여과에 의한 분리에 의한 탈왁스화 공정이다. 용매 탈왁스화는 탈왁스화유 및 조랍(slack wax)을 생산한다. 탈왁스화유는 추가로 하이드로피니쉬(hydrofinish)되어 기유를 생산할 수 있다.
"수소화처리"는 바람직하지않은 불순물을 제거하고/하거나 공급원료를 바람직한 생성물로 전환시킬 목적으로 탄소성 공급원료를 수소 및 촉매와 고온 및 고압에서 접촉시키는 공정을 말한다. 수소화처리 공정의 예는 하이드로크래킹(hydrocracking), 수소처리(hydrotreating), 촉매적 탈왁스화, 및 하이드로피니싱(hydrofinishing)을 포함한다.
"하이드로크래킹"은 수소화 및 탈수소화가 탄화수소의 크래킹/단편화를 동반하는 공정, 예를 들면, 중질 탄화수소를 경질 탄화수소로 전환시키거나, 방향족 화합물 및/또는 사이클로파라핀(나프텐)을 비-사이클릭 측쇄된 파라핀으로 전환하는 공정을 말한다.
"수소처리"는 전형적으로 하이드크래킹 작용과 함께, 황- 및/또는 질소-함유 탄화수소 공급물을 황 및/또는 질소 함량이 감소된 탄화수소 생성물로 전환시키고, 부산물로서 황화수소 및/또는 암모니아를 (각각) 생성하는 공정을 말한다.
"촉매 탈왁스화", 또는 하이드로이성체화(hydroisomerization)는 정상적인 파라핀이 수소의 존재 하에서 및 촉매에 걸쳐 이들의 보다 측쇄된 대응부로 이성체화되는 공정을 말한다.
"하이드로피니싱"은 미량의 방향족 화합물, 올레핀, 색체(color body), 및 용매를 제거함으로써 하이드로피니쉬된 생성물의 산화 안정성, UV 안정성, 및 외형을 개선시키도록 의도된 공정을 말한다. 본 개시내용에 사용된 것으로서, 용어 UV 안정성은 UV 광 및 산소에 노출되는 경우 시험되는 탄화수소의 안정성을 말한다. 불안정성은 일반적으로 플록(floc) 또는 혼탁도로서 관찰되는 것으로서, 가시성 침전물이 형성되는 경우, 또는 자외선 및 공기에 대한 노출시 보다 어두운 색상이 발색되는 경우를 나타낸다. 하이드로피니싱의 일반적인 설명은 다음에서 찾을 수 있다: 미국특허 제3,852,207호 및 제4,673,487호.
"탄화수소"는 수소 및 탄소 원자를 함유하지만, 산소, 황 또는 질소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있는 화합물 또는 물질을 의미한다.
"슬랙 왁스(slack Wax)" 는 어느 부위에서도 오일 함량이 3 내지 50%인 석유 왁스를 말한다.
"동점도"는 ASTM D445-15에 의해 측정된 것으로서, 동일한 온도 및 압력에서 동점도 대 오일의 밀도의 비를 말한다.
"세이볼트 유니버설 초(saybolt universal second)" (SUS) 점도는 전통적인 역학에서 사용된 동점도의 척도이다. 이는 60cm3의 오일이 세이볼트 점도계(Saybolt viscometer)를 사용하여 조절된 온도에서 눈금 튜브를 통해 유동하는데 소요되는 시간이다. 실제로 요즘에는 산업계에서 쓸모가 없지만, SUS 점도는 ASTM D2161-10에 의해측정된 것으로서, 동점도로부터 전환될 수 있다.
오일의 "아닐린 점"은 ASTM D611-12로 측정되며 동일한 용적의 아닐린 및 오일이 혼화성인, 즉, 혼합시 단일 상을 형성하는 최소 온도로 정의된다. 아닐린의 혼화성은 오일 속에서 유사한(즉, 방향족) 화합물의 존재를 시사하므로, 아닐린 점에 대한 값은 오일 중 방향족 화합물의 함량에 대한 근사치를 제공한다. 아닐린 점이 낮을 수록, 보다 낮은 온도가 혼화성을 보증하는데 요구되므로 오일 중 방향족 화합물의 함량이 더 커진다.
"자외선(UV) 흡광도"는 석유 제품을 특성화하는 유용한 측정법이며, ASTM D2008-12로 측정될 수 있다.
본 개시내용과 관련하여 "중질 기유"는 100 ℃에서 동점도가 10 mm2/s초과인 기유를 말한다.
"브라이트 스톡(bright stock)"은 40 ℃에서 동점도가 250 mm2/s초과와 같이, 180 mm2/s초과, 또는 가능하게는 40 ℃에서 400 내지 1100 mm2/s범위인 중질 기유를 말한다.
"차단점(cut point)"은 예정된 포화도에 이르는 실제 비등점(True Boiling Point: TBP) 곡선에서의 온도를 말한다.
"TBP"는 ASTM D2887-13에 의한 모의 시험된 증류(SimDist)에 의해 측정된 것으로서, 탄화수소성 공급물 또는 생성물의 비등점을 말한다.
"탄화수소성"은 수소 및 탄소 원자를 함유하며, 산소, 황, 또는 질소와 같은 헤테로원자를 포함할 수 있는 화합물 또는 물질을 의미한다.
"LHSV"는 액 공간 속도(liquid hourly space velocity)를 의미한다.
"SCF/B"는 탄화수소성 공급물의 배럴(barrel)당 가스(예를 들면, 질소, 수소, 공기 등)의 표준 입방 피트의 단위를 말한다.
"제올라이트 베타"는 교차된 12-원 환 채널을 지닌 직쇄 12-원 환 채널을 갖는 3차원 결정 구조를 가지며, 골격 밀도가 약 15.3 T/1000Å3인 제올라이트를 말한다. 제올라이트 베타는 다음에 기술된 바와 같은 BEA 골격을 갖는다: Ch.Baerlocher and L.B.McCusker, Database of Zeolite Structures:http://www.iza-structure.org/databases/
"SiO2/Al2O3몰 비(SAR)는 ICP 원소 분석으로 측정된다. 무한대의 SAR은 제올라이트 속에 알루미늄이 없음을, 즉, 실리카 대 알루미나의 몰 비가 무한대임을 의미한다. 이러한 경우에, 제올라이트는 필수적으로 모든 실리카로 구성된다.
"제올라이트 USY"는 한외-안정화된 Y 제올라이트를 말한다. Y 제올라이트는 SAR이 3 이상인 합성 파우자사이트(faujasite)(FAU) 제올라이트이다. Y 제올라이트는 하나 이상의 열수 안정화, 탈알루미늄화, 및 동형 치환(isomorphous substitution)중 하나에 의해 한외-안정화될 수 있다. 제올라이트 USY는 출발하는(합성된 상태) Na-Y 제올라이트 전구체보다 더 높은 골격 규소 함량을 지닌 어떠한 FAU-형 제올라이트일 수 있다.
"촉매 지지체"는 촉매가 고정된, 고 표면적을 지닌 물질, 일반적으로 고체를 말한다.
"주기율표"는 2007년 6월 22일자의 IUPAC 원소 주기율표의 버전을 말하며, 주기율표 족에 대한 번호매김 방식은 Chemical And Engineering News, 63(5), 27 (1985)에 기술된 바와 같다.
"OD 산도"는 푸리에 변환 적외분광법(Fourier transform infrared spectroscopy: FTIR)에 의해 80℃에서 중수소화 벤젠으로 교환된 브릿지된 하이드록실 그룹의 양을 말한다. OD 산도는 촉매 속의 브뢴스테드 산(
) 부위 밀도의 척도이다. OD 시그날의 흡광 계수는 1H 매직-각 스피닝 핵 자기 공명(magic-angle spinning nuclearmagneticresonance: MAS NMR) 분광법으로 계측된 표준 제올라이트 베타 샘플에서 분석하여 측정하였다. OD와 OH 흡광 계수 사이의 상관관계는 다음과 같이 수득하였다:
.
"도메인 크기"는 제올라이트 베타 촉매에서 관찰되고 측정된 구조 단위의 계산된 면적(nm2)이다. 도메인은 다음에 기술되어 있다: Paul A.Wright et. al.,"Direct Observation of Growth Defects in Zeolite Beta", JACS Communications, publishedonweb 12/22/2004.제올라이트 베타의 도메인 크기를 측정하는데 사용된 방법은 본원에 추가로 기술되어 있다.
"산 부위 분포 지수(ASDI)"는 제올라이트의 과활성 부위 농도의 지표이다. 일부 구현예에서, ASDI가 낮을수록 제올라이트는 보다 무거운 중간 증류 생성물의 생산에 대해 보다 큰 선택성을 갖게 될 경향이 있다.
"API 중량"은 ASTM D4052-11에 의해 측정된 것으로서, 물에 대한 석유 공급원료 또는 생성물의 중량을 말한다.
"ISO-VG"는 ISO3448:1992에 의해 정의된 것으로서, 산업적 적용을 위해 추천되는 점도 분류를 말한다.
"점도 지수"(VI)는 ASTM D2270-10(E2011)에 의해 측정된 것으로서, 윤활제의 온도 의존성을 나타낸다.
"폴리사이클릭 지수"(PCI)는 탄화수소 공급물 속에 있는 폴리사이클릭 방향족 물질의 양과 관련하여 계산된 값을 말한다. PCI를 측정하기 위한 시험 방법은 ASTM D6379-11이다.
"용기"는 액체를 보유하거나 수송하는 어떠한 컨테이너 또는 튜브를 말한다. 용기의 예는 다양하며 드럼, 탱크, 파이프, 및 혼합기를 포함한다. 또한, 용기는 타워, 반응기, 또는 열 교환기와 같은 공정압 용기일 수 있다.
상세한 설명
방향족 추출 공정은 하나 이상의 용매를 사용하여 석유생산으로부터 벤젠, 톨루엔, 및 크실렌을 선택적으로 추출하며 당해 공정은 방향족 추출물 및 왁스성 라피네이트를 생산한다. 미국에서는, 상업적인 방향족 추출 유닛의 대부분이 다음 공정 중 하나 이상을 사용한다:
* Dow Chemical에 의해 개발되고, Honeywell UOP에 의해서 허가받은 UDEX,
* Union Carbide에 의해 개발되고, Linde에 의해서 허가받은 테트라(테트라-에틸렌 글리콜 사용)와 CAROM, 및
* Royal DutchShell에 의해 개발되고, Honeywell UOP에서 허가받은 Sulfolane™ . 이들 상이한 방향족 추출 공정의 일반적인 설명은 http://www.cieng.com/a-111-319-ISBL-Aromatics-Extraction.aspx에 기술되어 있다. 일 구현예에서, 방향족 추출에 사용된 용매는 푸르푸랄, N-메틸피롤리돈(NMP), 또는 이의 혼합물이다.
일 구현예에서, 왁스성 라피네이트는 탈왁스화되고 하이드로피니쉬되어 API 그룹 I 중질 기유를 생산하는 용매이다.
일 구현예에서, 방향족 추출물은 30 내지 80 vol%의 방향족 물질, 또는 40 내지 65 vol%의 방향족 물질과 같이, 20 vol% 초과의 방향족 물질을 포함한다. 일 구현예에서, 방향족 추출물은 표 2에 기술된 범위내에서 하나 이상의 특성을 갖는다.
표 2
방향족 추출물을 제2의 탄화수소 공급물과 혼합하여 혼합된 공급물을 제조하고 혼합된 공급물은 수소화처리 유닛에 공급하여 70 ℃ 에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산한다.
혼합된 공급물은 황이 2,000 wt ppm 초과이지만, 잘-구성된 수소화처리 유닛 속에서 수소화처리되어 탁월한 품질의 API 그룹 II 중질 기유를 생산한다. 일 구현예에서, 혼합된 공급물은 2,000 wt ppm 초과 내지 40,000 wt ppm의 황을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 제2의 탄화수소 공급물은 초기 비등점이 250 ℃ 내지 340 ℃ 미만일 수 있다. 일 구현예에서, 제2의 탄화수소 공급물은 생산되는 API 그룹 II 중질 기유의 수율을 최적화하기 위해 300 ℃ 내지 340 ℃ 미만의 초기 비등점을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 방향족 추출물 및 제2의 탄화수소 공급물은 초기 비등점이 340 ℃ (644 ℉) 미만인 혼합된 공급물로 배합된다. 일 구현예에서, 혼합된 공급물은 초기 비등점이 300 ℃ (572 ℉) 초과이다. 예를 들면, 일 구현예에서, 혼합된 공급물은 초기 비등점이 300 ℃ (572 ℉) 내지 339 ℃ (642 ℉)이다.
일 구현예에서, 방향족 추출물 및 제2의 탄화수소 공급물은 5 내지 20 wt%의 방향족 추출물과 같이, 3 wt% 초과의 방향족 추출물을 포함하는 혼합된 공급물로 배합된다.
일 구현예에서, 수소화처리 유닛은 수소처리, 촉매적 탈왁스화, 및 하이드로피니싱을 수행한다. 일 구현예에서, 수소화처리 유닛은 수소처리, 촉매적 탈왁스화 촉매를 사용하는 촉매적 탈왁스화, 및 하이드로피니싱 촉매를 사용하는 하이드로피니싱을 수행한다.
일 구현예에서, 수소화처리 유닛에서의 조건은 다음을 포함한다:
표 3
일 구현예에서, 수소화처리 유닛내 작동 온도는 650 ℉ (343 ℃) 내지 749 ℉ (398 ℃)와 같이, 750 ℉ (399 ℃) 미만이다.
일 구현예에서, 수소화처리 유닛내 조건은 15 내지 35 wt%의 700 ℉ (371 ℃) 미만의 전환을 제공한다.
본원에 기술된 공정에 사용된 정유 장치는 가성 스크러버(caustic scrubber), 플래쉬 드럼(flash drum), 흡입 트랩(suction trap), 산 세척물, 단편화물, 스트리퍼(stripper), 분리기, 증류 컬럼 등을 포함하여, 방향족 추출, 용매 탈왁스화, 수소화처리, 하이드로크래킹, 촉매적 탈왁스화 및 하이드로피니싱 유닛을 포함하는 상업적 정유 공정에서 대표적으로 사용된 통상의 공정 장치로 이루어질 수 있다.
일 구현예에서, 수소화처리(예를 들면, 수소화처리, 하이드로크래킹, 촉매적 탈왁스화, 또는 하이드로피니싱 단계)는 이의 각각이 동일하거나 상이한, 수소화처리 촉매의 하나 이상의 촉매 층을 포함할 수 있는 단일 반응기내 하나 이상의 고정 층 반응기 또는 반응 구간을 사용하여 달성할 수 있다. 다른 유형의 수소화처리 촉매 층이 사용될 수 있지만, 일 구현예에서, 고정 층이사용된다. 본원에 사용하기에 적합한 다른 유형의 수소화처리 촉매 층은 유동화 층, 에불레이티드 층(ebullated bed), 슬러리 층, 및 이동 층을 포함한다.
일 구현예에서, 다양한 수소화처리 반응은 일반적으로 발열성일 수 있으므로, 반응기들 또는 반응 구간들 사이, 또는 동일한 반응기 또는 반응 구간내 촉매 층들 사이의 단계간 냉각 또는 가열을 수소화처리에 사용할 수 있다. 수소화처리 동안 생성된 열의 일부는 회수될 수 있다. 이러한 열 회수 선택사항이 이용가능하지 않은 경우, 통상의 냉각을 냉각수 또는공기와 같은 냉각 유용물(utility)를 통해, 또는 수소 퀀치 스트림(hydrogen quenchstream)의 사용을 통해 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 최적의 반응 온도를 보다 용이하게 유지시킬 수 있다.
일 구현예에서, 수소처리는 수소화처리 유닛 속에서 하이드로크래킹 촉매를 사용한 하이드로크래킹과 함께 수행된다.
일 구현예에서, 상기 공정은 수소화 처리 유닛 내에 위치하는 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛의 유출물로부터 스트리퍼 바텀을 분리하는 단계를 포함하며, 여기서 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛은 수소화처리 조건 하에서 및 하나 이상의 하이드로크래킹 촉매를 사용하여 작동시킴으로써 70 ℃에서 동점도가 22.6 mm2/s인 스트리퍼 바텀을 생산한다. 소-구현예에서, 수소화처리 유닛 내에 위치한 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛의 유출물로부터 분리된 스트리퍼 바텀은 1 내지 15 lv%의 방향족 탄화수소, 70 내지 90 lv%의 나프텐성 탄소, 및 1 내지 25 lv%의 파라핀 탄화수소를 포함한다.
하이드로크래킹 촉매
일 구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 적어도 하나의 하이드로크래킹 촉매 지지체, 하나 이상의 금속, 임의로 하나 이상의 분자 체(molecular sieve), 및 임의로 하나 이상의 프로모터를 포함한다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 지지체는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화토륨, 산화베릴륨, 알루미나-실리카, 알루미나-산화티탄, 알루미나-산화마그네슘, 실리카-산화마그네슘, 실리카-지르코니아, 실리카-산화토륨, 실리카-산화베릴륨, 실리카-산화티탄, 산화티탄-지르코니아, 실리카-알루미나-지르코니아, 실리카-알루미나-산화토륨, 실리카-알루미나-산화티탄 또는 실리카-알루미나-산화마그네슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 지지체는 알루미나, 실리카-알루미, 및 이의 조합물이다.
다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 지지체는 평균 메소포어 직경이 70 Å 내지 130 Å인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 지지체는 ICP 원소 분석에 의해 측정된 것으로서 하이드로크래킹 촉매 지지체의 벌크 무수 중량(bulk dry weight)이 10 내지 70 wt%의 양인 SiO2를 함유하며 BET 표면적이 450 내지 550 m2/g이고 총 공극 용적이 0.75 내지 1.05 mL/g인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 지지체는 ICP 원소 분석에 의해 측정된 것으로서 하이드로크래킹 촉매 지지체의 벌크 무수 중량이 10 내지 70 wt%의 양인 SiO2를 함유하고, BET 표면적이 450 내지 550 m2/g이며, 총 공극 용적이 0.75 내지 1.05 mL/g이고, 평균 메소포어 직경이 70 Å 내지 130 Å인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 속의 하이드로크래킹 촉매 지지체의 양은 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 5 wt% 내지 80 wt%이다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 BEA-, ISV-, BEC-, IWR-, MTW-, *STO-,OFF-,MAZ-,MOR-,MOZ-,AFI-,*NRE,SSY-,FAU-,EMT-,ITQ-21-,ERT-,ITQ-33-,및 ITQ-37-형 분자 체, 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 분자 체를 임의로 함유할 수 있다.
하나의 소-구현예에서, 하나 이상의 분자 체는 FAU 골격 위상을 갖는 분자 체, BEA 골격 위상을 갖는 분자 체, 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되었다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 속의 분자 체 물질의 양은 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0 wt% 내지 60 wt%이다. 다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 속의 분자 체 물질의 양은 0.5 wt% 내지 40% wt%이다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 비-제올라이트성 분자 체를 임의로 함유할 수 있다. 사용될 수 있는 비-제올라이트 분자체의 예는 실리코알루미노포스페이트(SAPO), 페로알루미노포스페이트, 티탄 알루미노포스페이트 및 다음에 기술된 다양한 ELAPO 분자체를 포함한다: 미국특허 제4,913,799호 및 여기에 인용된 참고문헌. 다양한 비-제올라이트 분자 체의 제조에 관한 세부사항은 다음에서 찾을 수 있다: 미국특허 제5,114,563호(SAPO); 미국특허 제4,913,799호 및 다음에 인용된 다양한 참고 문헌: 미국특허 제4,913,799호. 다음과 같은 메소다공성 분자 체가 또한 사용될 수 있다: 예를 들면 M41S 계열의 물질(J.Am.Chem.Soc.,114:10834 10843(1992)), MCM-41 (미국특허 제5,246,689호; 제5,198,203호; 제5,334,368호), 및 MCM-48 (Kresge et al.,Nature 359:710 (1992)).
하나의 소-구현예에서, 분자 체는 유닛 셀 크기가 24.15 Å - 24.45 Å인 Y 제올라이트를 포함한다. 다른 소-구현예에서, 분자 체는 유닛 셀 크기가 24.15 Å - 24.35 Å인 Y 제올라이트를 포함한다. 다른 소-구현예에서, 분자 체는 알파 값이 5 미만이고 브뢴스테드 산도(Brønsted acidity)가 1 내지 40 마이크로-몰/g인 저-산도의, 고도로 탈알루미나화된 초안정성 Y 제올라이트이다. 하나의 소-구현예에서, 분자 체는 하기 표 4에 기술된 특성을 갖는 Y 제올라이트이다.
표 4
다른 소-구현예에서, 분자 체는 하기 표 5에 기술된 특성을 갖는 Y 제올라이트를포함한다.
표 5
다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 다음을 포함한다: 0.1 wt.% 내지 40 wt.%(촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 함)의 상기 표 4에 기술된 특성을 갖는 Y 제올라이트, 및 1 wt.% 내지 60 wt.%(촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 함)의 알파 값이 약 5 미만이고 브뢴스테드 산도가 1 내지 40 micro-mole/g인 저 산도의, 고도로 탈알루미나화된 초안정성 Y 제올라이트.
다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 ASDI가 0.05 내지 0.12인 제올라이트 USY를 포함한다.
다른 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 OD 산도가 20 내지 400 ㎛ol/g이고 평균 도메인 크기가 800 내지 1500 nm2인 0.5 내지 10 wt%의 제올라이트 베타를 포함한다. 평균 도메인 크기는 다음과 같이, 투과 전자(TEM) 및 디지털 영상 분석의 조합에 의해 측정된다:
I.제올라이트 베타 샘플 제조:
제올라이트 베타 샘플은 에폭시 및 마이크로토밍(microtoming) 내에 소량의 제올라이트 베타를 매립시킴에 의해 제조된다. 적합한 과정의 설명은 많은 표준 현미경 교재에서 찾을 수 있다.
단계 1. 제올라이트 베타 분말의 작은 대표적인 부위를 에폭시 속에 매립시킨다. 에폭시가 경화되도록 한다.
단계 2. 제올라이트 베타 분말의 대표적인 부위를 함유하는 에폭시를 80 내지 90 nm 두께로 마이크로톰(microtome)화 한다. 마이크로톰 절편을 현미경 공급 업체로부터 이용가능한, 400 메쉬 3mm 구리 격자위에 수집한다.
단계 3. 전기적으로-전도성인 탄소의 충분한 층을 마이크로톰 절편 위로 진공 증발시켜 제올라이트 베타 샘플이 TEM 속에서 전자 비임 하에서의 하전(charging)으로부터 방지한다.
II. TEM 영상화:
단계 1. 상기 기술된 바와 같이 제조된 제올라이트 베타 샘플을 저 배율에서 검사하여 - 예를 들면, 250,000 내지 1,000,000x - 제올라이트 베타 채널이 관찰될 수 있는 결정을 선택한다.
단계 2. 선택된 제올라이트 베타 결정을 슈어저 디포커스(Scherzer defocus) 근처로 초점이 맞춰진 이들의 구역 축 위로 기울이고, 영상을 2,000,000x로 기록한다.
III. 평균 도메인 크기(nm2)를 수득하기 위한 영상 분석:
단계 1. 앞서 기술된 기록된 TEM 디지털 영상을 상업적으로 이용가능한 영상 분석 소프트웨어 패키지를 사용하여 분석한다.
단계 2. 개개의 도메인을 분리하고 도메인 크기를 nm2로 측정한다. 투사가 채널 시야로 명확하게 떨어지지 않는 도메인은 측정에 포함시키지 않는다.
단계 3. 도메인의 통계적으로 관련된 수를 측정한다. 미가공 데이터를 컴퓨터 스프레드쉬트 프로그램에서 저장한다.
단계 4. 기술적 통계, 및 주파수를 측정하고 - 산술 평균(dav),또는 평균 도메인 크기, 및 표준 편차(들)을 다음 식을 사용하여 계산한다:
평균 도메인 크기,
표준 편차,
하나의 소-구현예에서, 제올라이트 베타의 평균 도메인 크기는 900 내지 1250 nm2,예를 들면, 1000 내지 1150 nm2이다.
일 구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 하나 이상의 금속을 함유한다. 일 구현예에서, 하나의 금속은 주기율표의 6족 및 8족 내지 10족으로부터의원소, 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 하나의 소-구현예에서, 각각의 금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 다른 소-구현예에서, 수소화처리 촉매는 주기율 표의 적어도 하나의 6족 금속 및 8 내지 10족 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 함유한다. 예시적인 금속 배합물은 Ni/Mo/W, Ni/Mo, Ni/W, Co/Mo, Co/W, Co/W/Mo, Ni/Co/W/Mo, 및 Pt/Pd를 포함한다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 중 금속산화물 물질의 총량은 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0.1 wt.% 내지 90 wt.%이다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 2 wt.% 내지 10 wt.%의 니켈산화물 및 8 wt.% 내지 40 wt.%의 산화텅스텐을 포함한다.
하나의 소-구현예에서, 희석제가 하이드로크래킹 촉매의 형성시 사용될 수 있다. 적합한 희석제는 무기 산화물, 예를 들면, 산화알루미늄 및 산화규소, 산화티탄, 점토, 산화세륨, 및 지르코니아, 및 이의 혼합물을 포함한다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 중 희석제의 양은 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0 wt.% 내지 35 wt.%이다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 중 희석제의 양은 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0.1 wt% 내지 25 wt%이다
하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매는 인(P), 붕소(B), 불소(F), 규소(Si), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 망간(Mn), 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 프로모터를 함유할 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 중 프로모터의 양은 하이드로크래킹촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0 wt.% 내지 10 wt.%이다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로크래킹 촉매 중 프로모터의 양은 하이드로크래킹 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0.1 wt% 내지 5 wt%이다.
일 구현예에서, 제1 또는 제2의 하이드로크래킹 단계용 수소화처리 조건은 다음과같다:전체 액 공간 속도(LHSV)는 약 0.25 내지 4.0 hr-1,예를 들면 약 0.40 내지 3.0 hr-1이고; 수소 분압은 200 psig 초과, 예를 들면, 500 내지 3000 psig이며; 수소 재-순환 속도는 500 SCF/B 초과, 예를 들면, 1000 내지 7000 SCF/B이고; 온도는 600 ℉ (316 ℃) 내지 850 ℉ (454 ℃), 예를 들면, 700 ℉ (371 ℃) 내지 850 ℉ (454 ℃)이다.
촉매 탈왁스화 촉매
일 구현예에서, 촉매성 탈왁스화 공정을 수행하는데 사용된 촉매는 적어도 하나의 탈왁스화 촉매 지지체, 하나 이상의 귀금속, 하나 이상의 분자 체, 및 임의로 하나 이상의 프로모터를 포함한다.
하나의 소-구현예에서, 탈왁스화 촉매 지지체는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화 토륨, 산화베릴륨, 알루미나-실리카, 알루미나-산화티탄, 알루미나-산화마그네슘, 실리카-산화마그네슘, 실리카-지르코니아, 실리카-산화토륨, 실리카-산화베릴륨, 실리카-산화티탄, 산화티탄-지르코니아, 실리카-알루미나-지르코니아, 실리카-알루미나-산화토륨, 실리카-알루미나-산화티탄 또는 실리카-알루미나-산화마그네슘, 바람직하게는 알루미나, 실리카-알루미나, 및 이의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
하나의 소-구현예에서, 탈왁스화 촉매 지지체는 평균 메소공극 직경이 70 Å 내지 130 Å인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
다른 소-구현예에서, 탈왁스화 촉매 지지체는 ICP 원소 분석으로 측정된 것으로서 탈왁스화 촉매 지지체의 벌크 무수 중량의 10 내지 70wt.%의 양의 SiO2를 함유하고, BET 표면적이 450 내지 550 m2/g이고 총 공극 용적이 0.75 내지 1.05 mL/g인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
다른 소-구현예에서, 탈왁스화 촉매 지지체는 ICP 원소 분석으로 측정된 것으로서 탈왁스화 촉매 지지체의 벌크 무수 중량의 10 내지 70wt.%의 양의 SiO2를 함유하고, BET 표면적이 450 내지 550 m2/g이며, 총 공극 용적이 0.75 내지 1.05 mL/g이고, 평균 메소공극 직경이 70 Å 내지 130 Å인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
하나의 소-구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매 중 탈왁스화 촉매 지지체의 양은 촉매적 탈왁스화 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 5 wt% 내지 80 wt%이다.
일 구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매는 SSZ-32, 소 결정 SSZ-32(SSZ-32x), SSZ-91, ZSM-23, ZSM-48, EU-2, MCM-22, ZSM-5, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-35 및 MCM-68-형 분자 체, 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 분자 체를 임의로 함유할 수 있다. SSZ-91는 다음에 기술되어 있다: 미국특허 출원 제14/837,071호(2015년 8월 27일자로 출원됨). 일 구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매는 비-제올라이트성 분자 체를 임의로 함유할 수 있다. 사용될 수 있는 비-제올라이트성 분자 체의 예는 앞서 기술된 바와 같은 실리코알루미노포스페이트(SAPO), 페로알루미노포스페이트, 티탄 알루미노포스페이트 및 다양한 ELAPO 분자체를 포함한다.
일 구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매 중 분자 체 물질의 양은 촉매적 탈왁스화 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0 wt% 내지 80 wt%일 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매 중 분자 체 물질의 양은 0.5 wt% 내지 40% wt%이다. 하나의 소-구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매 중 분자 체 물질의 양은 35 wt% 내지 75 wt%이다. 하나의 소-구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매 중 분자 체 물질의 양은 45 wt% 내지 75 wt%이다.
일 구현예에서, 촉매적 탈왁스화 촉매는 주기율표의 10족으로부터의 원소 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 귀금속을 함유한다. 하나의 소-구현예에서, 각각의 귀금속은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 이의 혼합물로이루어진 그룹으로부터 선택된다.
하이드로피니싱 촉매
일 구현예에서, 하이드로피니싱 공정을 수행하는데 사용된 하이드로피니싱 촉매는 적어도 하나의 하이드로피니싱 촉매 지지체, 하나 이상의 금속, 및 임의로 하나 이상의 프로모터를 포함한다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 지지체는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화토륨, 산화베릴륨, 알루미나-실리카, 알루미나-산화티탄, 알루미나-산화마그네슘, 실리카-산화마그네슘, 실리카-지르코니아, 실리카-산화토륨, 실리카-산화베릴륨, 실리카-산화티탄, 산화티탄-지르코니아, 실리카-알루미나-지르코니아, 실리카-알루미나-산화토륨, 실리카-알루미나-산화티탄 또는 실리카-알루미나-산화마그네슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 지지체는 알루미나, 실리카-알루미나, 및 이의 배합물이다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 지지체는 평균 메소공극 직경이 70 Å 내지 130 Å인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
다른 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 지지체는 ICP 원소 분석으로 측정된 것으로서 하이드로피니싱 촉매 지지체의 벌크 무수 중량의 10 내지 70 wt%의 양의 SiO2를 함유하고, BET 표면적이 450 내지 550 m2/g이며 총 공극 용적이 0.75 내지 1.05 mL/g인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
다른 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 지지체는 ICP 원소 분석에 의해 측정된 것으로서 하이드로피니싱 촉매 지지체의 벌크 무수 중량의 10 내지 70 wt%의 양의 SiO2를 함유하고, BET 표면적이 450 내지 550 m2/g이며, 총 공극 용적이 0.75 내지 1.05 mL/g이고, 평균 메소공극 직경이 70 Å 내지 130 Å인 무정형 실리카-알루미나 물질이다.
일 구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 중 하이드로피니싱 촉매 지지체의 양은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 5 wt% 내지 80 wt%이다.
일 구현예에서, 하이드로피니싱 촉매는 주기율 표의 6족 및 8족 내지 10족으로부터의 원소, 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 함유할 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 각각의 금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 다른 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매는 주기율표의 적어도 하나의 6족 금속 및 8족 내지 10족으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 함유한다. 하이드로피니싱 촉매 중 예시적인 금속 조합은 Ni/Mo/W, Ni/Mo, Ni/W, Co/Mo, Co/W, Co/W/Mo, Ni/Co/W/Mo, 및 Pt/Pd를 포함한다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 중 금속산화물 물질의 총량은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0.1 wt% 내지 90 wt%이다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매는 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 2 wt% 내지 10 wt%의 산화니켈 및 8 wt% 내지 40 wt%의 산화텅스템을 함유한다.
일 구현예에서, 희석제는 하이드로피니싱 촉매의 형성시 사용될 수 있다. 적합한 희석제는 무기 산화물, 예를 들면, 산화알루미늄 및 산화규소, 산화티탄, 점토, 산화세륨, 및 지르코니아, 및 이의 혼합물을 포함한다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 중 희석제의 양은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0 wt% 내지 35 wt%일 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 중 희석제의 양은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0.1 wt% 내지 25 wt%이다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매는 인(P), 붕소(B), 불소(F), 규소(Si), 알루미나(Al), 아연(Zn), 망간(Mn), 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 프로모터를 함유할 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 중 프로모터의 양은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0 wt% 내지 10 wt%일 수 있다. 하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매 중 프로모터의 양은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여 0.1 wt% 내지 5 wt%이다.
하나의 소-구현예에서, 하이드로피니싱 촉매는 거대한 금속 또는 다중-금속성 촉매이며, 여기서 하이드로피니싱 촉매 중 금속의 양은 하이드로피니싱 촉매의 벌크 무수 중량을 기준으로 하여, 30 wt% 이상이다.
기유 생성물
API 그룹 II 중질 기유는 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s이다.
일 구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 VI가 130 미만이다. 일 구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 VI가 100 내지 120이다. 소-구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 VI가 106 내지 116이다.
일 구현예에서, API 그룹 II 기유는 질소가 10 wt ppm 미만이다. 일 구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 질소가 3 wt ppm 미만이다. 예를 들면, 일 구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 질소가 0 내지 3 wt ppm일 수 있다. 상이한 소-구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 질소가 1 wt ppm 미만이며 VI가 116 미만이거나, API 그룹 II 중질 기유는 질소가 1 내지 2 wt ppm이고 VI가 110 미만이다.
일 구현예에서, API 그룹 II 기유는 아닐린 점이 285 ℉ (140.6 ℃) 미만이다. 일 구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 아닐린 점이 270 ℉(132.2 ℃) 미만, 예를 들면, 250 내지 270 ℉ (121.1 내지 132.2 ℃)이다. 소-구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 질소가 1.5 wt ppm 미만이고 아닐린 점이 260 ℉ (126.7 ℃) 미만이다.
일 구현예에서, API 그룹 II 중질 기유는 산업용 오일에 탁월한 효용을 갖는다. 산업용 오일을 위해, 40 ℃의 참고 온도는 기계류에서 작동 온도를 나타내고 산업용 오일은 ISO-VG 분류로 지정될 수 있다. ISO-VG 분류내 각각의 후속적인 점도 등급(VG)은 대략 50% 더 높은 점도를 가지지만, 각각의 등급의 최소 및 최대 값은 중간점으로부터 ±10%의 범위이다. 예를 들면, ISO-VG 22는 40 ℃에서 22 mm2/s± 10%의 점도 등급을 말한다. 상이한 온도에서 점도는 40 ℃ 에서 점도 및 윤활제의 온도 의존성을 나타내는 점도 지수(VI)를 사용하여 계산할 수 있다. 표 6은 상이한 ISO-VG 분류를 위한 40 ℃에서의 역학 점도의 범위를 나타낸다.
표 6
일 구현예에서, 기유 생산 공정은 API 그룹 II 중질 기유를 증류시켜 브라이트 스톡(bright stock)을 생산함을 추가로 포함한다. 소-구현예에서, 브라이트 스톡은 ISO-VG가 ISO-VG 320 또는 ISO-VG 460일 수 있다.
통합된 정유 공정 유닛
통합된 정유 공정 유닛의 구현예의 예는 도 2에 나타나 있다. 통합된 정유 공정 유닛은 중질 기유를 제조하며 API 그룹 I 중질 기재를 생산하는 용매 탈왁스화 유닛 및 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산하는 수소화처리 유닛 둘 다에 유동적으로 연결된 방향족 추출 유닛을 포함한다. 당해 구현예에서, 통합된 정유 공정 유닛은 방향족 추출 유닛으로부터의 방향족추출물을 제2의 탄화수소 공급물을 공급하는 다른 라인에 공급하여 혼합된 공급물을 제조하기 위한 방향족 추출 유닛으로부터의 라인을 갖는다. 혼합된 공급물은 수소화처리 유닛으로 공급된다. 수소화처리 유닛에 공급된 혼합된 공급물은 황이 2,000 wt ppm 초과이다.
일 구현예에서, 통합된 정유 공정 유닛 속의 수소화처리 유닛은 수소화처리 유닛, 촉매적 탈왁스화 유닛, 및 하이드로피니싱 유닛을 포함한다. 이들 유닛에 사용된 수소화처리 조건 및 촉매는 본 개시내용에서 앞서 기술된 바와 같다.
일 구현예에서, 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛은 수소화처리 유닛 내에 위치한다. 소-구현예에서, 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛은 수소화처리 조건 하에서 작동하도록 구성되며 하나 이상의 하이드로크래킹 촉매를 함유함으로써, 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛이 70 ℃에서의 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 스트리퍼 바텀을 생산하도록 한다. 다른 소-구현예에서, 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛은 1 내지 15 lv%의 방향족 탄화수소, 70 내지 90 lv%의 나프텐성 탄소, 및 1 내지 25 lv%의 파라핀성 탄화수소를 포함하는 스트리퍼 바텀을 생산하도록 구성될 수 있다.
용매 탈왁스화
앞서 기술된 바와 같이, 일 구현예에서, 왁스성 라피네이트는 탈왁스화되고 하이드로피니쉬되어 API 그룹 I 중질 기유를 생산하는 용매이다.
기유를 제조하기 위한 용매 탈왁스화는 70년 이상 동안 사용되어 왔으며 예를 들면, 문헌[Chemical Technology of Petroleum, 3rd Edition, William Gruse and Donald Stevens, McGraw-Hill Book Company, Inc.,New York, 1960, 페이지 566 내지 570]에 기술되어 있다. 사용된 경우, 용매 탈왁스화를 위한 기본 공정을 다음을 포함한다:
* 왁스성 탄화수소 스트림을 용매와 혼합하는 단계,
* 혼합물을 급냉시켜 왁스 결정이 침전되도록 하는 단계,
* 왁스를 전형적으로 회전식 드럼 여과기를 사용하여, 여과에 의해 분리하는 단계,
* 왁스 및 탈왁스화된 오일 여액으로부터 용매를 회수하는 단계.
일 구현예에서, 용매 탈왁스화에 사용된 용매는 용매 탈왁스화 공정으로 재순환될 수 있다. 용매 탈왁스화에 적합한 용매는 예를 들면, 케톤(예를 들면, 메틸 에틸 케톤 또는메틸이소-부틸 케톤) 및 방향족 물질(예를 들면, 톨루엔)을 포함할 수 있다. 다른 유형의 적합한 용매는 C3-C6 케톤(예컨대, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸케톤, 및 이의 혼합물), C6-C10 방향족 탄화수소(예컨대, 톨루엔), 케톤 및 방향족 물질의 혼합물(예컨대, 메틸 에틸 케톤 및 톨루엔), 자동-냉장 용매, 예를 들면, 액화된, 일반적으로 가스성 C2-C4 탄화수소, 예를 들면, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부틸렌 및 이의 혼합물이다. 메틸 에틸 케톤 및 메틸 이소부틸 케톤의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
이의 개시 이후로 용매 탈왁스화에서 개선이 있어왔다. 예를 들면, 엑손(Exxon)의 DILCHILL® 탈왁스화 공정은 왁스성 탄화수소 오일 스톡을 연장된 교반 용기, 바람직하게는 수직 타워 속에서 왁스의 침전을 촉진시키면서 오일 스톡의 적어도 일부를 가용화시킬 예비-급냉된 용매로 냉각시키는 단계를 포함한다. 왁스성 오일은 이의 혼탁점을 초과하는 온도에서 연장되는 단계별 냉각 구간 또는 타워로 도입된다. 냉 탈왁스화 용매는 내부에서 고도의 교반을 유지하면서 다수의 지점 또는 단계를 따라 냉각 구간에 증분적으로 도입됨으로써, 이들이 냉각 구간을 통해 진행하면서 용매 및 왁스/오일 혼합물의 실질적으로 즉각적인 혼합이 달성되도록 함으로써, 오일 속의 왁스 중 적어도 일부가 침전되도록 한다. DILCHILL® 탈왁스화는 다음에 보다 상세히 논의되어 있다: 미국특허 제4,477,333호, 제3,773,650호, 및 제3,775,288호. 텍사코(Texaco)는 또한 공정에서 정유를 발달시켜왔다. 예를 들면, 미국특허 제4,898,674호는 메틸 에틸 케톤 (MEK) 대 톨루엔의 비를 조절하고 당해 비를 조정할 수 있는 것이 얼마나 중요한지를 개시하고 있는데, 이는 다양한 기재 스톡을 가공하기 위한 최적의 농도를 사용하도록 하기 때문이다. 일반적으로, 브라이트 스톡을 가공하는 경우 0.7:1 대 1:1의 비가 사용될 수 있으며; 경질 스톡을 가공하는 경우 1.2:1 내지 약 2:1의 비가 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 왁스성 라피네이트는 -10℃ 내지 -40℃의 범위, 또는 -20℃ 내지 -35℃의 범위의 온도로 급냉시켜 왁스 결정을 침전시킬 수 있다. 침전된 왁스 결정은 여과로 분리할 수 있다. 여과는 다음을 포함하는, 어떠한 적합한 물질로도 제조될 수 있는 여과기 천을 포함하는 여과기를 사용할 수 있다:직물 섬유, 예를 들면, 면; 다공성 금속 천; 또는 합성 물질로 제조된 천.
일 구현예에서, 용매 탈왁스화 조건은 왁스성 라피네이트에 가해지는 경우 탈왁스화 온도에서 약 5:1 내지 약 20:1의 액체/고체 중량 비 및 1.5:1 내지 5:1의 용매/왁스성 라피네이트 용적 비를 제공하기에 충분할 용매의 양을 포함할 것이다.
실시예
실시예 1 :방향족 추출물
도 1에 나타낸 바와 같이, 그룹 I 중질 기유를 생산하는데 사용된 정유 공장으로부터의 방향족 추출물의 샘플을 수득하여 분석하였다. 당해 방향족 추출물의 특성은 다음과 같았다:
표 7
실시예 2 :탈아스팔트화된 오일 및 탈아스팔트화된 오일과 방향족 추출물의 배합물
정유 공장으로부터 VI가 90인 대표적인 탈아스팔트화된 오일의 샘플을 수득하고실시예 1에 기술된 방향족 추출물 10 vol%와 배합하였다. 이들 2개의 샘플 공급물의 특성을 하기 기술한다:
표 8
실시예 3 :탈아스팔트화된 오일 및 탈아스팔트화된 오일과 방향족 추출물의 배합물의 수소화처리
실시예 2에 기술된 2개의 샘플 공급물을 2개-반응기 마이크로유닛 속에서 수소화처리하였다. 제1의 수소처리 반응기는 기유 제조를 위한 예비-처리로서 사용된 고 활성의 ISOTREATING® 촉매를 함유하였다. 제2의 반응기는 상부에서 동일한 ISOTREATING® 촉매 및 바닥에서 고 성능 ISOCRACKING® 촉매를 함유하는 층상의 촉매 시스템을 함유하였다. ISOTREATING® 및 ISOCRACKING®은 Chevron Intellectual Property LLC 소유의 등록된 상표명이다. 제2의 반응기에 -100 메쉬의 알런덤(alundum)(용융 알루미나로 구성된 경질 물질)을 채워서 통과(bypassing) 및 채널링을 방지하였다. 촉매 모두는 W.R.Grace 및 Chevron 사이의 합작 투자 회사인, Advanced Refining Technologies에 의해 공급되었다.
2개-반응기 마이크로유닛을 예비-황화시키고, 열-처리하며, 디젤을 예비-공급함으로써 탈-엣지(de-edge)하였다. 실시에 2에 기술된 2개 샘플 공급물의 수소화처리를 다음의 공정 조건을 사용하여 수행하였다:
·0.50 hr-1LHSV
·2350 psig의 총 압력(2260 psi의 입구 H2분압)
·5000 SCF/B 1회-통과한 H2
·708 ℉ (376 ℃) 내지 725 ℉ (385 ℃)의 반응기 온도
·19.63로부터 32.13 wt%로의 전환 <700 ℉ (371 ℃).
2개-반응기 마이크로유닛으로부터의 유출물을 기유 생산에 적합한 범위에서 비등하는 스트리퍼 바텀 생성물을 분리하여 수집한 차단 점(cut point)이 약 743 ℉ (약 395 ℃)인 스트리퍼에 통과시켰다. 수소화처리용 공정 조건을 각각의 작동 동안에 조절하여 0.1 내지 0.4 wppm의 저 질소 수준, 또는 1.25 내지 2.7 wppm의 고 질소 수준을 갖는 스트리퍼 바텀 생성물을 생산하였다.
이러한 수소화처리 작동으로부터 수집한 스트리퍼 바텀 생성물에서 측정한 평균 특성 중 일부는 표 9에 나타내고, 도 3 내지 11에서 챠트화한다. 이들 수소화처리 작동으로부터의 유출물 속의 다양한 탄화수소 차단 수율은 표10에 나타내며, 도 12 내지 15에 차트화한다.
표 9
표 10
방향족 추출물을 지닌 탈아스팔트화된 오일이 수소화처리된 경우를 탈아스팔트화된 오일이 단독으로 수소화처리된 경우와 비교하는 경우 스트리퍼 바텀 생성물 속에서 동일한 질소 수준을 달성하는데 약간 더 높은 반응기 온도(5 내지 7 ℉까지) 만이 요구되었다. 스트리퍼 바텀 생성물 모두는 그룹 II 또는 그룹 II+ 브라이트 스톡을 포함하는, 바람직한 그룹 II 기유로 추가의 촉매적 탈왁스화 및 증류를 위해 탁월한 공급물일 수 있다. 탈아스팔트화된 오일 및 방향족 추출물의 배합물로부터 제조된 스트리퍼 바텀 생성물의 추가의 촉매적 탈왁스화 및 증류로 제조될 수 있는 브라이트 스톡은 또한 40 ℃에서 바람직한 동점도를 가지며(예컨대,ISO-VG 320 또는 ISO-VG 460), 이는 106 내지 116의 중간 범위인 이들의 VI로 인하여, 현재 시장에서 공급 부족이다. API 그룹 II+ 또는 API 그룹 III 브라이트 스톡을 제조하는 앞서의 공정들은 많은산업용 오일 적용을 위해 너무나 낮은 ISO-VG 범위 내에 있는 보다 높은 VI를 갖는 기유를 제조하여 왔다.
방향족 추출물을 탈아스팔트화된 오일 내로 배합하는 것은 저 가치의 방향족 추출물을 매우 바람직한 중질 기유 생성물을 생산하는 배합된 왁스성 공급물로 개선시키는 것으로 밝혀졌으며, 당해 능력이 가해진 정유 공장으로부터 고 가치의 그룹 II 및 그룹 II+ 기유 생성물의 전체 수율을 현저히 증가시킬 수 있다. 도 12 및 13은 본 발명의 공정에 있어서 혼합된 공급물을 사용하여 수득된 700 내지 950 ℉ 및 950 ℉+의 범위에서 비등하는 생성물의 수율에 있어서의 개선을 나타낸다. 놀랍게도, 혼합된 공급물을 수소화처리하는 경우 700-950 ℉의 범위에서 비등하는 생성물의 수율은 생성물이 3 wt ppm 미만의 질소를 갖는 경우에서조차 36 wt% 초과이었으며, 이는 탈아스팔트화된 오일만을 수소화처리하는 경우에 달성될 수 없는 것이었다. 또한, 방향족 추출물의 탈아스팔트화된 오일로의 배합은 탈아스팔트화된 오일만을 수소화처리하는 경우를 수행하는 것과 비교하여 스트리퍼 바텀의 아닐린 점을 적어도 2 ℉ 까지 저하시키는 것으로 밝혀졌다. 저 아닐린 점은 그룹 II 중질 기유로 배합되는 첨가제의 용해도를 개선시켜 가공된 윤활제를 제조하므로, 중질 기유 생성물에서 요구된다.
실시예 4 :공급물 및 스트리퍼 바텀에서 방향족 물질의 함량의 분석
실시예 3에 기술된 작동으로부터의 스트리퍼 바텀 생성물의 UV 흡수를 도 9 내지 11에 나타낸다. UV 흡수는 스트리퍼 바텀에서 방향족 물질의 함량의 지표이다. UV 흡수 결과는 저 질소 수준을 생산하기 위한 공정 조건 하에서 작동된 공정에대해, 및 또한 고 질소 수준을 생산하기 위한 온화한 공정 조건 하에 작동된 공정에 대해 도 9 내지 11에 나타낸다. 주목하게도, 탈아스팔트화된 오일과 방향족 추출물의 배합물은 탈아스팔트화된 오일 공급물과 비교하여 유의적으로 더 높은 방향족 물질의 함량을 가졌지만(참고; 표 8), 혼합된 공급물을 수소화처리함으로써 제조된 스트리퍼 바텀 생성물은 탈아스팔트화된 오일 만을 수소화처리함으로써 제조된 스트리퍼 바텀 생성물과 비교하여 방향족 물질의 함량에 있어 단지 약간 더 높았다. 당해 특징은 도 6에서 동일한 작동에 대한 방향족 탄화수소 분석에서 또한 나타낸다.
실시예 5 :공급물 및 스트리퍼 바텀에서의 탄화수소 유형의 분석
실시예 3에 기술된 작동으로부터의 공급물 및 이들의 스트리퍼 바텀 생성물의 탄화수소 유형 분석은 도 6 내지 8에 나타낸다. 탄화수소 유형 분석은 다음에 기술된 방법에 따라 22 x 22 질량 분광법으로 수행하였다: Gallegos, E.J.;Green, J.W.;Lindeman, L.P.;LeTourneau, R.L.;Teeter, R.M.Petroleum Group-Type Analysis by High Resolution Mass Spectrometry.Anal.Chem.1967, 39, 1833-1838.놀랍게도, 혼합된 공급물을 사용하는 작동으로부터의 스트리퍼 바텀 생성물 중 탄화수소 유형은 탈아스팔트화된 오일만을 사용한 작동으로부터의 스트리퍼 바텀 생성물 중 탄화수소 유형과 매우 유사하였다. 작동 모두에서, 스트리퍼 바텀 생성물은 2.9 내지 13.8 액체 용적 퍼센트(lv%)의 방향족 탄화수소의 양, 73 내지 86.7 lv%의 나프텐성 탄화수소의 양, 및 2.3 내지 24.1 lv%의 파라핀성 탄화수소의 양을 가졌다. 또한, 모든 스트리퍼 바텀 생성물 중 황 함량은 0 lv%이었다. 혼합된 공급물을 사용하는 작동에서 스트리퍼 바텀 생성물은 6.1 내지 8.7 lv%의 파라핀성 탄화수소의 양을 가졌다.
"포괄하는", "함유하는", 또는 "에 의해 특징화된"과 동의어인, 과도적인 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 제약이 없는 것이며 추가의, 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 과도적인 어구 "로 이루어진"은 청구범위에 규정되지 않는 어떠한 요소, 단계, 또는 성분도 배제시킨다. 과도적인 어구 "로 필수적으로 이루어진"은 청구범위의 영역을 규정된 물질 또는단계 "및 특허청구된 발명의 기본 및 신규 특징(들)에 물질적으로 영향을 미치지 않는 것들"로 제한한다.
명세서 및 첨부된 특허청구범위의 목적을 위해, 달리 나타내지 않는 한, 명세서 및 특허청구범위에 사용된 양, 퍼센트 또는 비율을 나타내는 모든 숫자, 및 다른 수치는 모든 예에서 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원에 개시된 모든 범위는 종점을 포함하며 독립적으로 조합될 수 있다. 하한치 및 상한치를 지닌 수 범위가 개시되어 있는 경우는 언제나, 당해 범위에 속하는 어떠한 숫자가 또한 구체적으로 개시된다. 달리 규정하지 않는 한, 모든 퍼센트는 중량 퍼센트이다.
정의되지 않은 어떠한 용어, 약어 또는 단축어도 본원이 출원된 시기에 당해 분야의 숙련가가 사용한 통상의 의미를 갖는 것으로 이해된다. 단수형("a," "an," 및 "the")은 하나의 예로 표현하여 명백하게 제한하지 않는 한 다수 참고도 포함한다.
본 출원에 인용된 공보, 특허 및 특허원 모두는 각각의 개개 공보, 특허원 또는 특허가 이의 전문이 참고로 포함되는 것으로 구체적으로 및 개별적으로 나타나는 바와 동일한 정도로 이의 전문이 참고로 본원에 포함된다.
이러한 설명은 가장 우수한 방식을 포함하여, 본 발명을 개시하고, 당해 분야의 어떠한 숙련가도 본 발명을 제조하여 사용할 수 있도록 하기 위한 예들을 사용한다. 상기 개시된 본 발명의 예시적인 구현예의 많은 변형이 당해 분야의 숙련가에게 용이하게 일어날 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 영역 내에 속하는 모든 구조 및 방법을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 달리 규정하지 않는 한, 개개의 성분 또는 성분들의 혼합물이 선택될 수 있는, 요소, 물질 또는 다른 성분들의 속(genus) 인용은 나열된 성분들 및 이의 혼합물의 모든 가능한 하위-속(sub-genus) 조합을 포함하는 것으로 의도된다.
본원에 나열하여 개시된 본 발명은 본원에 구체적으로 개시되지 않은 어떠한 요소의 부재하에서도 실시될 수 있다.
Claims (19)
- 다음을 포함하는 중질 기유 생산 방법:
a. 제1의 탄화수소 공급물의 방향족 추출을 수행하여 방향족 추출물, 및 추가의 용매 탈왁스화(dewaxing)를 위한 왁스성 라피네이트를 생산하는 단계;
b. 방향족 추출물을 제2의 탄화수소 공급물과 혼합하여 황이 2,000 wt ppm 초과인 혼합된 공급물을 제조하는 단계;
c. 혼합된 공급물을 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산하도록 구성된 수소화처리 유닛(unit)에 공급하는 단계. - 청구항 1에 있어서, 상기 방향족 추출물이 30 내지 80 vol%의 방향족 물질을 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수소화처리 유닛(hydroprocessing unit)이 수소처리(hydrotreating), 촉매적 탈왁스화(catalystic dewaxing), 및 하이드로피니싱(hydrofinishing)을 수행하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 왁스성 라피네이트가 탈왁스화되고 하이드로피니쉬되어 API 그룹 I 중질 기유를 생산하는 용매인, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 혼합된 공급물이 초기 비등점이 340 ℃ 미만인, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 혼합된 공급물이 5 내지 20 wt%의 방향족 추출물을 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 API 그룹 II 중질 기유가 100 내지 120의 VI를 갖는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 API 그룹 II 중질 기유가 1.5 wt ppm 미만의 질소 및 260 ℉ (126.7 ℃) 미만의 아닐린 점을 갖는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 API 그룹 II 중질 기유를 증류시켜 브라이트 스톡(bright stock)을 생산하는, 방법.
- 청구항 9에 있어서, 상기 브라이트 스톡이 ISO-VG 320 또는 ISO-VG 460의 ISO-VG를 갖는, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수소화처리 유닛 내 작동 온도가 750 ℉ (399 ℃) 미만인, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 왁스성 라피네이트가 탈왁스화되고 하이드로피니쉬되어 API 그룹 I 중질 기유을 제조하는 용매인, 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수소화처리 유닛 내에 위치하는 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛의 유출물로부터 스트리퍼 바텀을 분리시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛은 수소화처리 조건 하에서 및 하나 이상의 하이드로크래킹 촉매를 사용하여 작동됨으로써 1 내지 15 lv%의 방향족 탄화수소, 70 내지 90 lv%의 나프텐성 탄소, 및 1 내지 25 lv%의 파라핀성 탄화수소를 포함하고, 70 ℃에서 동점도가 22.6 mm2/s초과인 스트리퍼 바텀을 생산하는, 방법.
- 청구항 4의 방법에 따른 API 그룹 II 중질 기유 및 API 그룹 I 중질 기유를 제조하는데 사용된 경우의, 통합된 정유 공정 유닛.
- 다음을 포함하는, 중질 기유를 제조하기 위한, 통합된 정유 공정 유닛:
a. 다음에 유동적으로 연결된 방향족 추출 유닛:
i. API 그룹 I 중질 기유를 생산하도록 구성된 용매 탈왁스화 유닛; 및
ii. 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 API 그룹 II 중질 기유를 생산하도록 구성된 수소화처리 유닛;
b. 상기 방향족 추출 유닛으로부터의 방향족 추출물을 제2 라인 또는 용기 중 제2의 탄화수소 공급물에 공급하여 황이 2,000 wt ppm 초과인 혼합된 공급물을 제조하는, 상기 방향족 추출 유닛으로부터의 제1 라인; 및
c. 상기 제2 라인 또는 상기 용기로부터, 상기 혼합된 공급물을 상기 수소화처리 유닛에 공급하는 수소화처리 유닛까지의 연결부. - 청구항 15에 있어서, 상기 수소화처리 유닛이 수소처리 유닛, 촉매적 탈왁스화 유닛, 및 하이드로피니싱 유닛을 포함하는, 통합된 정유 공정 유닛.
- 청구항 15에 있어서, 상기 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛이 상기 수소화처리 유닛 내에 위치하며, 상기 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛이 수소화처리 조건 하에서 작동하도록 구성되며 하나 이상의 하이드로크래킹 촉매를 함유함으로써 상기 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛이 70 ℃에서 동점도가 22.6 내지 100 mm2/s인 스트리퍼 바텀을 생산하는, 통합된 정유 공정 유닛.
- 청구항 17에 있어서, 상기 조합된 수소처리 및 하이드로크래킹 유닛이 1 내지 15 lv%의 방향족 탄화수소, 70 내지 90 lv%의 나프텐성 탄소, 및 1 내지 25 lv%의 파라핀성 탄화수소를 포함하는 스트리퍼 바텀을 생산하도록 구성되는, 통합된 정유 공정 유닛.
- 청구항 15에 있어서, 상기 수소화처리 유닛에 연결된, 브라이트 스톡(bright stock)을 생산하도록 구성된 증류 유닛을 추가로 포함하는, 통합된 정유 공정 유닛
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