JP5744622B2 - Monocyclic aromatic hydrocarbon production method - Google Patents
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Description
本発明は、多環芳香族炭化水素を多く含む油から単環芳香族炭化水素を製造する、単環芳香族炭化水素の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons, which produces monocyclic aromatic hydrocarbons from an oil rich in polycyclic aromatic hydrocarbons.
流動接触分解装置で生成する分解軽油であるライトサイクル油(以下、「LCO」という。)は、多環芳香族炭化水素を多く含み、軽油または重油として利用されていた。しかし、近年、LCOから、高オクタン価ガソリン基材や石油化学原料として利用でき、付加価値の高い単環芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等)を得ることが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。 Light cycle oil (hereinafter referred to as “LCO”), which is a cracked light oil produced by a fluid catalytic cracker, contains a large amount of polycyclic aromatic hydrocarbons and has been utilized as a light oil or heavy oil. However, in recent years, it has been proposed to obtain monocyclic aromatic hydrocarbons (for example, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, etc.) that can be used as a high octane gasoline base material or petrochemical raw material and have high added value from LCO. (For example, see Patent Documents 1 to 4).
しかしながら、特許文献1〜4に記載の方法では、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の収率が必ずしも充分に高いとは言えなかった。すなわち、前記方法では、目的とする炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素以外の、付加価値が比較的低い副生品が多く生成していた。
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、多環芳香族炭化水素を含む原料油から高い収率で炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を製造できる、単環芳香族炭化水素の製造方法を提供することを目的とする。
However, in the methods described in Patent Documents 1 to 4, it cannot be said that the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms is necessarily high enough. That is, in the method, many by-products having relatively low added value other than the intended monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms were produced.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can produce monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms in high yield from a raw material oil containing polycyclic aromatic hydrocarbons. It aims at providing the manufacturing method of hydrocarbon.
本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の収率を高めるためには、反応生成物中の目的製品(炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素)以外の重質留分を、分解改質反応工程に循環させ、原料油に混合して繰り返し分解改質反応させることが有効である。ここで、分解改質反応とは、流動床を用いた分解改質により、単環芳香族炭化水素の製造をなす反応である。
そこで、本発明者はこのような知見に基づいてさらに検討した結果、循環させる留分を調整することによって目的製品の収率をより高めることができることを見いだし、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has obtained the following knowledge.
In order to increase the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms, heavy fractions other than the target product (monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms) in the reaction product, It is effective to circulate in the cracking and reforming reaction step, mix with the raw material oil, and cause repeated cracking and reforming reaction. Here, the cracking reforming reaction is a reaction for producing monocyclic aromatic hydrocarbons by cracking reforming using a fluidized bed.
Therefore, as a result of further investigation based on such knowledge, the present inventor has found that the yield of the target product can be further increased by adjusting the fraction to be circulated, thereby completing the present invention.
すなわち、本発明の単環芳香族炭化水素の製造方法は、10容量%留出温度が140℃以上かつ90容量%留出温度が380℃以下である原料油から炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を製造する単環芳香族炭化水素の製造方法であって、
前記原料油を、結晶性アルミノシリケートを含有する単環芳香族炭化水素製造用触媒に接触させ、反応させて、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素、及び炭素数9以上の重質留分を含む生成物を得る分解改質反応工程と、
前記分解改質反応工程から導出される、前記生成物と該生成物に同伴される前記単環芳香族炭化水素製造用触媒とからなる混合物から、前記単環芳香族炭化水素製造用触媒を前記生成物中に含まれる3環芳香族炭化水素とともに分離除去する触媒分離工程と、
前記触媒分離工程から導出された導出物より少なくとも炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素と炭素数9以上の重質留分とを分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を精製し、回収する精製回収工程と、
前記分離工程で分離された炭素数9以上の重質留分を前記分解改質反応工程に戻すリサイクル工程と、を有することを特徴とする。
That is, in the method for producing a monocyclic aromatic hydrocarbon of the present invention, a monocyclic ring having 6 to 8 carbon atoms is obtained from a raw material oil having a 10 vol% distillation temperature of 140 ° C or higher and a 90 vol% distillation temperature of 380 ° C or lower. A method for producing a monocyclic aromatic hydrocarbon for producing an aromatic hydrocarbon, comprising:
The raw material oil is contacted with a catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons containing crystalline aluminosilicate and reacted to produce a monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms and a heavy hydrocarbon having 9 or more carbon atoms. A cracking and reforming reaction step to obtain a product containing a fraction;
From the mixture of the product and the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst entrained by the product, derived from the cracking and reforming reaction step, the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst A catalyst separation step for separating and removing together with the tricyclic aromatic hydrocarbons contained in the product;
A separation step of separating at least a monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms and a heavy fraction having 9 or more carbon atoms from a derived product derived from the catalyst separation step;
A purification and recovery step of purifying and recovering the monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms separated in the separation step;
A recycling step of returning the heavy fraction having 9 or more carbon atoms separated in the separation step to the cracking and reforming reaction step.
また、前記単環芳香族炭化水素の製造方法においては、前記リサイクル工程の前に、前記分離工程で分離された炭素数9以上の重質留分を水素化する水素化反応工程を有し、前記リサイクル工程では、前記水素化反応工程により得た前記炭素数9以上の重質留分の水素化反応物を、前記分解改質反応工程に戻すことが好ましい。 The monocyclic aromatic hydrocarbon production method includes a hydrogenation reaction step of hydrogenating the heavy fraction having 9 or more carbon atoms separated in the separation step before the recycling step, In the recycling step, it is preferable that the hydrogenation reaction product of the heavy fraction having 9 or more carbon atoms obtained in the hydrogenation reaction step is returned to the cracking and reforming reaction step.
また、前記単環芳香族炭化水素の製造方法においては、前記分解改質反応工程にて得た生成物から、該分解改質反応工程にて副生した水素を回収する水素回収工程と、該水素回収工程にて回収した水素を前記水素化反応工程に供給する水素供給工程と、を有することが好ましい。 In the method for producing the monocyclic aromatic hydrocarbon, a hydrogen recovery step for recovering hydrogen by-produced in the cracking and reforming reaction step from the product obtained in the cracking and reforming reaction step; And a hydrogen supply step for supplying the hydrogen recovered in the hydrogen recovery step to the hydrogenation reaction step.
また、前記単環芳香族炭化水素の製造方法において、前記分離工程は、前記触媒分離工程から導出された導出物より分離された3環芳香族炭化水素を、前記触媒分離工程に供給する3環芳香族炭化水素供給工程を有することが好ましい。 In the method for producing a monocyclic aromatic hydrocarbon, the separation step includes a three-ring aromatic hydrocarbon separated from a derivation derived from the catalyst separation step and supplied to the catalyst separation step. It is preferable to have an aromatic hydrocarbon supply step.
本発明の単環芳香族炭化水素の製造方法によれば、多環芳香族炭化水素を含む原料油から高い収率で炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を製造することができる。 According to the method for producing a monocyclic aromatic hydrocarbon of the present invention, it is possible to produce a monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms in a high yield from a raw material oil containing a polycyclic aromatic hydrocarbon.
「第1実施形態」
本発明の単環芳香族炭化水素の製造方法の第1実施形態を説明する。
本実施形態の単環芳香族炭化水素の製造方法は、原料油から炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を製造する方法であって、以下の(a)〜(i)の工程を有する方法である。また、図1は、この第1実施形態を説明するための、製造プラントの概略構成図である。
“First Embodiment”
1st Embodiment of the manufacturing method of the monocyclic aromatic hydrocarbon of this invention is described.
The manufacturing method of the monocyclic aromatic hydrocarbon of this embodiment is a method of manufacturing a C6-C8 monocyclic aromatic hydrocarbon from raw material oil, Comprising: The process of the following (a)-(i) is carried out. It is a method to have. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a manufacturing plant for explaining the first embodiment.
(a)原料油を、分解改質反応器10によって単環芳香族炭化水素製造用触媒に接触させ、反応させて、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素、及び炭素数9以上の重質留分を含む生成物を得る分解改質反応工程
(b)分解改質反応工程から導出される、前記生成物と該生成物に同伴される前記単環芳香族炭化水素製造用触媒とからなる混合物から、洗浄塔12、触媒分離装置14によって前記単環芳香族炭化水素製造用触媒を前記生成物中に含まれる3環芳香族炭化水素とともに分離除去する触媒分離工程
(c)触媒分離工程から導出された導出物より少なくとも炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素(ベンゼン/トルエン/キシレン)と炭素数9以上の重質留分とを、第1分離装置16、第2分離装置18によって分離する分離工程
(d)分離工程で分離された炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を精製回収装置20によって精製回収する精製回収工程
(e)分離工程で分離された炭素数9以上の重質留分を水素化反応器28によって水素化する水素化反応工程
(f)水素化反応工程によって得られた炭素数9以上の重質留分の水素化反応物を、リサイクルライン32によって分解改質反応工程に戻すリサイクル工程
(g)分離工程において、触媒分離工程から導出された導出物より分離された3環芳香族炭化水素を、返送ライン24、26によって触媒分離工程に供給する3環芳香族炭化水素供給工程
(h)分離工程にて分離したガス成分から、分解改質反応工程にて副生した水素を水素回収装置30によって回収する水素回収工程
(i)水素回収工程にて回収した水素を、水素供給ライン34によって水素化反応工程に供給する水素供給工程
(A) The feedstock oil is brought into contact with the catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbon production by the cracking reforming
前記(a)〜(i)の工程のうち、(a),(b),(c),(d),(f)の工程は本願請求項1に係る発明における必須の工程であり、(e),(g),(h),(i)の工程は任意の工程である。したがって、(f)リサイクル工程については、水素化反応工程を経ることなく、分離工程で分離された炭素数9以上の重質留分を直接分解改質反応工程に戻すようにしてもよい。
以下、各工程について具体的に説明する。
Of the steps (a) to (i), the steps (a), (b), (c), (d), and (f) are essential steps in the invention according to claim 1, The steps e), (g), (h), and (i) are optional steps. Therefore, in the (f) recycling step, the heavy fraction having 9 or more carbon atoms separated in the separation step may be directly returned to the cracking and reforming reaction step without passing through the hydrogenation reaction step.
Hereinafter, each step will be specifically described.
<分解改質反応工程>
分解改質反応工程では、原料油を、単環芳香族炭化水素製造用触媒を充填した分解改質反応器10内に導入し、前記単環芳香族炭化水素製造用触媒に接触させ、反応させる。これにより、原料油に含まれる飽和炭化水素を水素供与源とし、飽和炭化水素からの水素移行反応によって多環芳香族炭化水素を部分的に水素化し、開環させて単環芳香族炭化水素に転換する。また、原料油中もしくは分解過程で得られる飽和炭化水素を環化、脱水素することによっても単環芳香族炭化水素に転換できる。さらには、炭素数9以上の単環芳香族を分解することによって、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を得ることもできる。
<Decomposition and reforming reaction process>
In the cracking and reforming reaction step, the raw material oil is introduced into the cracking and reforming
ただし、3環芳香族炭化水素は、例えば水素化反応物であっても分解改質反応工程での反応性が低いため、ほとんど単環芳香族炭化水素に転換されることなく、他の生成物とともに導出される。なお、生成物には、単環芳香族炭化水素以外にも、水素、メタン、エタン、LPG、炭素数9以上の重質留分などが含まれる。
また、この分解改質反応工程では、前記生成物を導出する際、該生成物に同伴されることで前記単環芳香族炭化水素製造用触媒も僅かに導出する。したがって、この分解改質反応工程では、前記分解改質反応器10から前記生成物と前記単環芳香族炭化水素製造用触媒との混合物を導出する。
However, even if the tricyclic aromatic hydrocarbon is a hydrogenation reaction product, for example, since it has low reactivity in the cracking and reforming reaction step, it is hardly converted to a monocyclic aromatic hydrocarbon, and other products Derived with. In addition to monocyclic aromatic hydrocarbons, the product includes hydrogen, methane, ethane, LPG, heavy fractions having 9 or more carbon atoms, and the like.
In this cracking and reforming reaction step, when the product is derived, the catalyst for producing the monocyclic aromatic hydrocarbon is also slightly derived by being accompanied by the product. Therefore, in this cracking and reforming reaction step, a mixture of the product and the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons is derived from the cracking and reforming
(原料油)
本発明で使用される原料油は、10容量%留出温度が140℃以上かつ90容量%留出温度が380℃以下の油である。10容量%留出温度が140℃未満の油では、軽質のものから単環芳香族炭化水素を製造することになり、本発明の多環芳香族炭化水素を含む原料油から単環芳香族を製造するという主旨にそぐわなくなる。また、90容量%留出温度が380℃を超える油を用いた場合には、単環芳香族炭化水素の収率が低くなる上に、単環芳香族炭化水素製造用触媒上へのコーク堆積量が増大して、触媒活性の急激な低下を引き起こす傾向にある。
原料油の10容量%留出温度は150℃以上であることが好ましく、原料油の90容量%留出温度は360℃以下であることが好ましい。
(Raw oil)
The feedstock oil used in the present invention is an oil having a 10 vol% distillation temperature of 140 ° C or higher and a 90 vol% distillation temperature of 380 ° C or lower. In the case of an oil having a 10% by volume distillation temperature of less than 140 ° C., a monocyclic aromatic hydrocarbon will be produced from a light oil, and a monocyclic aromatic will be produced from the feed oil containing the polycyclic aromatic hydrocarbon of the present invention. It becomes unsuitable for the purpose of manufacturing. In addition, when oil having a 90% by volume distillation temperature exceeding 380 ° C. is used, the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons is lowered and coke deposition on the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons The amount tends to increase and cause a sharp decrease in catalyst activity.
The 10 vol% distillation temperature of the feedstock oil is preferably 150 ° C or higher, and the 90 vol% distillation temperature of the feedstock oil is preferably 360 ° C or lower.
なお、ここでいう10容量%留出温度、90容量%留出温度とは、JIS K2254「石油製品−蒸留試験方法」に準拠して測定される値を意味する。
10容量%留出温度が140℃以上かつ90容量%留出温度が380℃以下である原料油としては、例えば、流動接触分解装置で生成する分解軽油(LCO)、LCOの水素化精製油、石炭液化油、重質油水素化分解精製油、直留灯油、直留軽油、コーカー灯油、コーカー軽油およびオイルサンド水素化分解精製油などが挙げられる。
多環芳香族炭化水素は、反応性が低く本発明の分解改質反応工程では、単環芳香族炭化水素に転換されにくい物質ではあるが、一方で水素化反応工程にて水素化されるとナフテノベンゼン類に転換され、次いで分解改質反応工程にリサイクル供給されることで単環芳香族炭化水素に転換可能である。ただし、多環芳香族炭化水素の中でも3環以上の芳香族炭化水素は、水素化反応工程において多くの水素を消費し、かつ水素化反応物であっても分解改質反応工程における反応性が低いため、多く含むことは好ましくない。したがって、原料油中の3環以上の芳香族炭化水素は25容量%以下であることが好ましく、15容量%以下であることがより好ましい。
なお、水素化反応工程でナフテノベンゼンに転換される2環芳香族炭化水素を含有し、かつ3環以上の芳香族炭化水素を削減するための原料油としては、例えば原料油の90容量%留出温度が330℃以下であることがより好ましい。
In addition, 10 volume% distillation temperature and 90 volume% distillation temperature here mean the value measured based on JISK2254 "petroleum product-distillation test method".
Examples of the feed oil having a 10% by volume distillation temperature of 140 ° C. or higher and a 90% by volume distillation temperature of 380 ° C. or lower include cracked light oil (LCO) produced by a fluid catalytic cracker, LCO hydrorefined oil, Examples include coal liquefied oil, heavy oil hydrocracked refined oil, straight-run kerosene, straight-run light oil, coker kerosene, coker light oil, and oil sand hydrocracked refined oil.
Polycyclic aromatic hydrocarbons are low in reactivity and are difficult to convert to monocyclic aromatic hydrocarbons in the cracking and reforming reaction step of the present invention. On the other hand, when they are hydrogenated in the hydrogenation reaction step, It can be converted into monocyclic aromatic hydrocarbons by being converted to naphthenobenzenes and then recycled to the cracking and reforming reaction step. However, among polycyclic aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons having 3 or more rings consume a large amount of hydrogen in the hydrogenation reaction step, and even in the hydrogenation reaction product, the reactivity in the cracking and reforming reaction step is low. Since it is low, it is not preferable to include a large amount. Therefore, the aromatic hydrocarbon having 3 or more rings in the feed oil is preferably 25% by volume or less, and more preferably 15% by volume or less.
In addition, as a feedstock for containing 2-ring aromatic hydrocarbons converted into naphthenobenzene in the hydrogenation reaction step and reducing aromatic hydrocarbons having 3 or more rings, for example, 90% by volume of the feedstock oil More preferably, the distillation temperature is 330 ° C. or lower.
また、ここでいう多環芳香族炭化水素とは、JPI−5S−49「石油製品−炭化水素タイプ試験方法−高速液体クロマトグラフ法」に準拠して測定、あるいはFIDガスクロマトグラフ法または2次元ガスクロマトグラフ法にて分析される2環芳香族炭化水素含有量(2環芳香族分)、および3環以上の芳香族炭化水素含有量(3環以上の芳香族分)の合計値を意味する。以降、多環芳香族炭化水素、2環芳香族炭化水素、3環以上の芳香族炭化水素の含有量が容量%で示されている場合は、JPI−5S−49に準拠して測定されたものであり、質量%で示されている場合は、FIDガスクロマトグラフ法または2次元ガスクロマトグラフ法に基づいて測定されたものである。 The polycyclic aromatic hydrocarbon referred to here is measured according to JPI-5S-49 “Petroleum products—Hydrocarbon type test method—High-performance liquid chromatograph method”, FID gas chromatograph method or two-dimensional gas chromatograph. It means the total value of the bicyclic aromatic hydrocarbon content (bicyclic aromatic content) and the tricyclic or higher aromatic hydrocarbon content (tricyclic or higher aromatic content) analyzed by the tograph method. Thereafter, when the content of polycyclic aromatic hydrocarbon, bicyclic aromatic hydrocarbon, tricyclic or higher aromatic hydrocarbon is indicated by volume%, it was measured according to JPI-5S-49. When it is shown by mass%, it is measured based on the FID gas chromatographic method or the two-dimensional gas chromatographic method.
(反応方式)
原料油を単環芳香族炭化水素製造用触媒と接触、反応させる際の反応方式、すなわち、前記分解改質反応器10の反応方式としては、固定床、移動床、流動床等が挙げられる。本発明においては、重質留分を原料とするため、触媒に付着したコーク分を連続的に除去可能で、かつ安定的に反応を行うことができる流動床が好ましく、反応器と再生器との間を触媒が循環し、連続的に反応−再生を繰り返すことができる、連続再生式流動床が特に好ましい。単環芳香族炭化水素製造用触媒と接触する際の原料油は、気相状態であることが好ましい。また、原料は、必要に応じてガスによって希釈してもよい。
(Reaction method)
Examples of the reaction method for contacting and reacting the raw material oil with the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons, that is, the reaction method of the cracking reforming
(単環芳香族炭化水素製造用触媒)
単環芳香族炭化水素製造用触媒は、結晶性アルミノシリケートを含有する。
(Catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbon production)
The catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbon production contains crystalline aluminosilicate.
[結晶性アルミノシリケート]
結晶アルミノシリケートは、単環芳香族炭化水素の収率をより高くできることから、中細孔ゼオライトおよび/または大細孔ゼオライトであることが好ましい。
中細孔ゼオライトは、10員環の骨格構造を有するゼオライトであり、中細孔ゼオライトとしては、例えば、AEL型、EUO型、FER型、HEU型、MEL型、MFI型、NES型、TON型、WEI型の結晶構造のゼオライトが挙げられる。これらの中でも、単環芳香族炭化水素の収率をより高くできることから、MFI型が好ましい。
大細孔ゼオライトは、12員環の骨格構造を有するゼオライトであり、大細孔ゼオライトとしては、例えば、AFI型、ATO型、BEA型、CON型、FAU型、GME型、LTL型、MOR型、MTW型、OFF型の結晶構造のゼオライトが挙げられる。これらの中でも、工業的に使用できる点では、BEA型、FAU型、MOR型が好ましく、単環芳香族炭化水素の収率をより高くできることから、BEA型が好ましい。
[Crystalline aluminosilicate]
The crystalline aluminosilicate is preferably a medium pore zeolite and / or a large pore zeolite because the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons can be further increased.
The medium pore zeolite is a zeolite having a 10-membered ring skeleton structure. Examples of the medium pore zeolite include AEL type, EUO type, FER type, HEU type, MEL type, MFI type, NES type, and TON type. And zeolite having a WEI type crystal structure. Among these, the MFI type is preferable because the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons can be further increased.
The large pore zeolite is a zeolite having a 12-membered ring skeleton structure. Examples of the large pore zeolite include AFI type, ATO type, BEA type, CON type, FAU type, GME type, LTL type, and MOR type. , Zeolites of MTW type and OFF type crystal structures. Among these, the BEA type, FAU type, and MOR type are preferable in terms of industrial use, and the BEA type is preferable because the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons can be further increased.
結晶性アルミノシリケートは、中細孔ゼオライトおよび大細孔ゼオライト以外に、10員環以下の骨格構造を有する小細孔ゼオライト、14員環以上の骨格構造を有する超大細孔ゼオライトを含有してもよい。
ここで、小細孔ゼオライトとしては、例えば、ANA型、CHA型、ERI型、GIS型、KFI型、LTA型、NAT型、PAU型、YUG型の結晶構造のゼオライトが挙げられる。
超大細孔ゼオライトとしては、例えば、CLO型、VPI型の結晶構造のゼオライトが挙げられる。
The crystalline aluminosilicate may contain, in addition to the medium pore zeolite and the large pore zeolite, a small pore zeolite having a skeleton structure having a 10-membered ring or less, and a very large pore zeolite having a skeleton structure having a 14-membered ring or more. Good.
Here, examples of the small pore zeolite include zeolites having crystal structures of ANA type, CHA type, ERI type, GIS type, KFI type, LTA type, NAT type, PAU type, and YUG type.
Examples of the ultra-large pore zeolite include zeolites having CLO type and VPI type crystal structures.
分解改質反応工程を固定床の反応とする場合、単環芳香族炭化水素製造用触媒における結晶性アルミノシリケートの含有量は、単環芳香族炭化水素製造用触媒全体を100質量%とした際の60〜100質量%が好ましく、70〜100質量%がより好ましく、90〜100質量%が特に好ましい。結晶性アルミノシリケートの含有量が60質量%以上であれば、単環芳香族炭化水素の収率を充分に高くできる。
分解改質反応工程を流動床の反応とする場合、単環芳香族炭化水素製造用触媒における結晶性アルミノシリケートの含有量は、単環芳香族炭化水素製造用触媒全体を100質量%とした際の20〜60質量%が好ましく、30〜60質量%がより好ましく、35〜60質量%が特に好ましい。結晶性アルミノシリケートの含有量が20質量%以上であれば、単環芳香族炭化水素の収率を充分に高くできる。結晶性アルミノシリケートの含有量が60質量%を超えると、触媒に配合できるバインダーの含有量が少なくなり、流動床用として適さないものになることがある。
When the cracking and reforming reaction step is a fixed bed reaction, the content of the crystalline aluminosilicate in the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst is 100% by mass based on the entire monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst. 60-100 mass% is preferable, 70-100 mass% is more preferable, 90-100 mass% is especially preferable. If the content of the crystalline aluminosilicate is 60% by mass or more, the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons can be sufficiently increased.
When the cracking and reforming reaction step is a fluidized bed reaction, the content of crystalline aluminosilicate in the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst is 100% by mass of the total monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst. 20-60 mass% is preferable, 30-60 mass% is more preferable, and 35-60 mass% is especially preferable. If the content of the crystalline aluminosilicate is 20% by mass or more, the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons can be sufficiently increased. When the content of the crystalline aluminosilicate exceeds 60% by mass, the content of the binder that can be blended with the catalyst is reduced, which may be unsuitable for fluidized beds.
[リン、ホウ素]
単環芳香族炭化水素製造用触媒においては、リンおよび/またはホウ素を含有することが好ましい。単環芳香族炭化水素製造用触媒がリンおよび/またはホウ素を含有すれば、単環芳香族炭化水素の収率の経時的な低下を防止でき、また、触媒表面のコーク生成を抑制できる。
[Phosphorus, Boron]
The catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons preferably contains phosphorus and / or boron. If the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons contains phosphorus and / or boron, it is possible to prevent the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons from decreasing with time, and to suppress the formation of coke on the catalyst surface.
単環芳香族炭化水素製造用触媒にリンを含有させる方法としては、例えば、イオン交換法、含浸法等により、結晶性アルミノシリケートまたは結晶性アルミノガロシリケートまたは結晶性アルミノジンコシリケートにリンを担持する方法、ゼオライト合成時にリン化合物を含有させて結晶性アルミノシリケートの骨格内の一部をリンと置き換える方法、ゼオライト合成時にリンを含有した結晶促進剤を用いる方法、などが挙げられる。その際に用いるリン酸イオン含有水溶液は特に限定されないが、リン酸、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウムおよびその他の水溶性リン酸塩などを任意の濃度で水に溶解させて調製したものを好ましく使用できる。
単環芳香族炭化水素製造用触媒にホウ素を含有させる方法としては、例えば、イオン交換法、含浸法等により、結晶性アルミノシリケートまたは結晶性アルミノガロシリケートまたは結晶性アルミノジンコシリケートにホウ素を担持する方法、ゼオライト合成時にホウ素化合物を含有させて結晶性アルミノシリケートの骨格内の一部をホウ素と置き換える方法、ゼオライト合成時にホウ素を含有した結晶促進剤を用いる方法、などが挙げられる。
As a method for incorporating phosphorus into the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst, for example, phosphorus is supported on crystalline aluminosilicate, crystalline aluminogallosilicate, or crystalline aluminodine silicate by an ion exchange method, an impregnation method, or the like. Examples thereof include a method, a method in which a phosphorus compound is contained during zeolite synthesis and a part of the skeleton of the crystalline aluminosilicate is replaced with phosphorus, and a method in which a crystal accelerator containing phosphorus is used during zeolite synthesis. The phosphate ion-containing aqueous solution used at that time is not particularly limited, but was prepared by dissolving phosphoric acid, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, and other water-soluble phosphates in water at an arbitrary concentration. Can be preferably used.
As a method for incorporating boron into the catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbon production, for example, boron is supported on crystalline aluminosilicate, crystalline aluminogallosilicate, or crystalline aluminodine silicate by an ion exchange method, an impregnation method, or the like. Examples thereof include a method, a method in which a boron compound is contained at the time of zeolite synthesis and a part of the skeleton of the crystalline aluminosilicate is replaced with boron, a method in which a crystal accelerator containing boron is used at the time of zeolite synthesis, and the like.
単環芳香族炭化水素製造用触媒におけるリンおよびホウ素の含有量は、触媒全重量に対して0.1〜10質量%であることが好ましく、さらには、下限は0.5質量%以上がより好ましく、上限は9質量%以下であることがより好ましく、8質量%以下が特に好ましい。触媒全重量に対するリンの含有量が0.1質量%以上であることで、経時的な単環芳香族炭化水素の収率低下を防止でき、10質量%以下であることで、単環芳香族炭化水素の収率を高くできる。 The phosphorus and boron contents in the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst are preferably 0.1 to 10% by mass relative to the total weight of the catalyst, and more preferably the lower limit is 0.5% by mass or more. Preferably, the upper limit is more preferably 9% by mass or less, and particularly preferably 8% by mass or less. When the content of phosphorus with respect to the total weight of the catalyst is 0.1% by mass or more, a decrease in the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons over time can be prevented, and when the content is 10% by mass or less, the monocyclic aromatics The yield of hydrocarbons can be increased.
[ガリウム、亜鉛]
単環芳香族炭化水素製造用触媒には、必要に応じて、ガリウムおよび/または亜鉛を含有させることができる。ガリウムおよび/または亜鉛を含有させれば、単環芳香族炭化水素の生成割合をより多くできる。
[Gallium, zinc]
The catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons can contain gallium and / or zinc, if necessary. If gallium and / or zinc is contained, the production rate of monocyclic aromatic hydrocarbons can be increased.
単環芳香族炭化水素製造用触媒におけるガリウム含有の形態としては、結晶性アルミノシリケートの格子骨格内にガリウムが組み込まれたもの(結晶性アルミノガロシリケート)、結晶性アルミノシリケートにガリウムが担持されたもの(ガリウム担持結晶性アルミノシリケート)、その両方を含んだものが挙げられる。
単環芳香族炭化水素製造用触媒における亜鉛含有の形態としては、結晶性アルミノシリケートの格子骨格内に亜鉛が組み込まれたもの(結晶性アルミノジンコシリケート)、結晶性アルミノシリケートに亜鉛が担持されたもの(亜鉛担持結晶性アルミノシリケート)、その両方を含んだものが挙げられる。
The gallium-containing form in the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst is one in which gallium is incorporated into the lattice skeleton of crystalline aluminosilicate (crystalline aluminogallosilicate), and gallium is supported on the crystalline aluminosilicate. And those containing both (gallium-supporting crystalline aluminosilicate).
In the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons, the zinc-containing form is one in which zinc is incorporated in the lattice skeleton of crystalline aluminosilicate (crystalline aluminodine silicate), or zinc is supported on crystalline aluminosilicate. One (zinc-supporting crystalline aluminosilicate) and one containing both.
結晶性アルミノガロシリケート、結晶性アルミノジンコシリケートは、SiO4、AlO4およびGaO4構造が骨格中に存在する構造を有する。また、結晶性アルミノガロシリケート、結晶性アルミノジンコシリケートは、例えば、水熱合成によるゲル結晶化、結晶性アルミノシリケートの格子骨格中にガリウムまたは亜鉛を挿入する方法、または結晶性ガロシリケートまたは結晶性ジンコシリケートの格子骨格中にアルミニウムを挿入する方法により得られる。 Crystalline aluminogallosilicate and crystalline aluminodine silicate have a structure in which SiO 4 , AlO 4 and GaO 4 structures are present in the skeleton. In addition, crystalline aluminogallosilicate and crystalline aluminodine silicate are, for example, gel crystallization by hydrothermal synthesis, a method of inserting gallium or zinc into the lattice skeleton of crystalline aluminosilicate, or crystalline gallosilicate or crystalline It is obtained by inserting aluminum into the lattice skeleton of zincosilicate.
ガリウム担持結晶性アルミノシリケートは、結晶性アルミノシリケートにガリウムをイオン交換法、含浸法等の公知の方法によって担持したものである。その際に用いるガリウム源としては、特に限定されないが、硝酸ガリウム、塩化ガリウム等のガリウム塩、酸化ガリウム等が挙げられる。
亜鉛担持結晶性アルミノシリケートは、結晶性アルミノシリケートに亜鉛をイオン交換法、含浸法等の公知の方法によって担持したものである。その際に用いる亜鉛源としては、特に限定されないが、硝酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛塩、酸化亜鉛等が挙げられる。
The gallium-supporting crystalline aluminosilicate is obtained by supporting gallium on a crystalline aluminosilicate by a known method such as an ion exchange method or an impregnation method. The gallium source used in this case is not particularly limited, and examples thereof include gallium salts such as gallium nitrate and gallium chloride, and gallium oxide.
The zinc-supporting crystalline aluminosilicate is obtained by supporting zinc on a crystalline aluminosilicate by a known method such as an ion exchange method or an impregnation method. Although it does not specifically limit as a zinc source used in that case, Zinc salts, such as zinc nitrate and zinc chloride, zinc oxide, etc. are mentioned.
単環芳香族炭化水素製造用触媒がガリウムおよび/または亜鉛を含有する場合、単環芳香族炭化水素製造用触媒におけるガリウムおよび亜鉛の含有量は、触媒全体を100質量%とした際の0.01〜5.0質量%であることが好ましく、0.05〜2.0質量%であることがより好ましい。ガリウムおよび亜鉛の含有量が0.01質量%以上であれば、単環芳香族炭化水素の生成割合をより多くでき、5.0質量%以下であれば、単環芳香族炭化水素の収率をより高くできる。 When the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst contains gallium and / or zinc, the content of gallium and zinc in the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst is 0. The content is preferably from 01 to 5.0% by mass, and more preferably from 0.05 to 2.0% by mass. If the content of gallium and zinc is 0.01% by mass or more, the production rate of monocyclic aromatic hydrocarbons can be increased, and if it is 5.0% by mass or less, the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons Can be higher.
[形状]
単環芳香族炭化水素製造用触媒は、反応形式に応じて、例えば、粉末状、粒状、ペレット状等にされる。例えば、本実施形態のように流動床の場合には粉末状にされ、別の実施形態のように固定床の場合には粒状またはペレット状にされる。流動床で用いる触媒の平均粒子径は30〜180μmが好ましく、50〜100μmがより好ましい。また、流動床で用いる触媒のかさ密度は0.4〜1.8g/ccが好ましく、0.5〜1.0g/ccがより好ましい。
なお、平均粒子径はふるいによる分級によって得た粒径分布において50質量%となる粒径を表し、かさ密度はJIS規格R9301−2−3の方法により測定した値である。
粒状またはペレット状の触媒を得る場合には、必要に応じて、バインダーとして触媒に不活性な酸化物を配合した後、各種成形機を用いて成形すればよい。
[shape]
The catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbon production is, for example, in the form of powder, granules, pellets, etc., depending on the reaction mode. For example, in the case of a fluidized bed as in this embodiment, it is in the form of powder, and in the case of a fixed bed as in another embodiment, it is in the form of particles or pellets. The average particle size of the catalyst used in the fluidized bed is preferably 30 to 180 μm, more preferably 50 to 100 μm. The bulk density of the catalyst used in the fluidized bed is preferably 0.4 to 1.8 g / cc, more preferably 0.5 to 1.0 g / cc.
In addition, an average particle diameter represents the particle size used as 50 mass% in the particle size distribution obtained by the classification by a sieve, and a bulk density is the value measured by the method of JIS specification R9301-2-3.
When obtaining a granular or pellet-shaped catalyst, if necessary, an inert oxide may be blended into the catalyst as a binder and then molded using various molding machines.
単環芳香族炭化水素製造用触媒がバインダー等の無機酸化物を含有する場合、バインダーとしてリンを含むものを用いても構わない。 When the catalyst for monocyclic aromatic hydrocarbon production contains an inorganic oxide such as a binder, one containing phosphorus as the binder may be used.
(反応温度)
原料油を単環芳香族炭化水素製造用触媒と接触、反応させる際の反応温度については、特に制限されないものの、400〜650℃とすることが好ましい。反応温度の下限は400℃以上であれば原料油を容易に反応させることができ、より好ましくは450℃以上である。また、反応温度の上限は650℃以下であれば単環芳香族炭化水素の収率を十分に高くでき、より好ましくは600℃以下である。
(Reaction temperature)
The reaction temperature when the raw material oil is brought into contact with and reacted with the catalyst for producing a monocyclic aromatic hydrocarbon is not particularly limited, but is preferably 400 to 650 ° C. If the minimum of reaction temperature is 400 degreeC or more, raw material oil can be made to react easily, More preferably, it is 450 degreeC or more. Moreover, if the upper limit of reaction temperature is 650 degrees C or less, the yield of monocyclic aromatic hydrocarbon can be made high enough, More preferably, it is 600 degrees C or less.
(反応圧力)
原料油および後述するリサイクル油を単環芳香族炭化水素製造用触媒と接触、反応させる際の反応圧力は、1.5MPaG以下とすることが好ましく、1.0MPaG以下とすることがより好ましい。反応圧力が1.5MPaG以下であれば、軽質ガスの副生を抑制できる上に、反応装置の耐圧性を低くできる。
(Reaction pressure)
The reaction pressure when the raw material oil and the recycled oil described below are brought into contact with and reacted with the catalyst for producing a monocyclic aromatic hydrocarbon is preferably 1.5 MPaG or less, and more preferably 1.0 MPaG or less. If the reaction pressure is 1.5 MPaG or less, the by-product of light gas can be suppressed and the pressure resistance of the reactor can be lowered.
(接触時間)
原料油と単環芳香族炭化水素製造用触媒との接触時間は、実質的に所望する反応が進行すれば特に制限はされないが、例えば、単環芳香族炭化水素製造用触媒上のガス通過時間で1〜300秒が好ましく、さらに下限は5秒以上、上限は150秒以下がより好ましい。接触時間が1秒以上であれば、確実に反応させることができ、接触時間が300秒以下であれば、コーキング等による触媒への炭素質の蓄積を抑制できる。または分解による軽質ガスの発生量を抑制できる。
(Contact time)
The contact time between the feedstock and the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons is not particularly limited as long as the desired reaction proceeds substantially. For example, the gas passage time on the catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons The lower limit is more preferably 5 seconds or more, and the upper limit is more preferably 150 seconds or less. If the contact time is 1 second or longer, the reaction can be performed reliably, and if the contact time is 300 seconds or shorter, accumulation of carbonaceous matter in the catalyst due to coking or the like can be suppressed. Or the generation amount of the light gas by decomposition | disassembly can be suppressed.
<触媒分離工程>
触媒分離工程では、分解改質反応工程(分解改質反応器10)から導出される、前記生成物と該生成物に同伴される前記単環芳香族炭化水素製造用触媒(以下、単に触媒と記すこともある。)とからなる混合物から、前記触媒を除去する。また、前記生成物中に含まれる3環芳香族炭化水素も共に分離除去する。
<Catalyst separation step>
In the catalyst separation step, the product derived from the cracking and reforming reaction step (cracking reforming reactor 10) and the catalyst for the production of monocyclic aromatic hydrocarbons accompanying the product (hereinafter simply referred to as catalyst) The catalyst is removed from the mixture consisting of: In addition, tricyclic aromatic hydrocarbons contained in the product are also separated and removed.
すなわち、この触媒分離工程は、前記混合物が供給される洗浄塔12と、洗浄塔12から導出された重質留分を固液分離して前記触媒を分離除去する触媒分離器14とを備えて構成されている。
洗浄塔12での操作について説明する。
分改質反応器10からの生成物の蒸気は、洗浄塔12の下部に供給される。洗浄塔12では、洗浄塔12の塔底液が抜き出され、ポンプで昇圧され、熱交換器で冷却された後、洗浄塔12の中段に循環される。洗浄塔12内では、蒸気の反応生成物と循環液とが向流接触することで、反応生成物中に僅かに含まれる分解改質反応器10からの同伴触媒粒子が循環液に捕捉されることで、反応生成物からの触媒粒子を除去することが出来る。しかしながら、この循環液自体も循環使用されていることで、洗浄塔12中段の循環液にも微量な触媒が存在する。気液向流接触させた場合、液滴が同伴することは避けられず、この液滴の中にも触媒が含まれるため、結果として反応生成物の蒸気中には極微量の触媒が残る。この同伴触媒粒子を含む液滴を捕捉分離するために、洗浄塔12上部に触媒を含まない第一分離装置16にて分離された重質留分および/又は精製回収工程にて分離された重質留分(3環芳香族炭化水素を多量に含む)を供給する。このように洗浄塔12下部にて塔底循環液により大部分の触媒を除去し、さらに極微量の触媒を含む蒸気の反応生成物と触媒を全く含まない第一分離装置16からの重質留分とを上部で向流接触させて触媒を含む液滴を捕捉するという二段階の処理によって、触媒粒子を除去するものである。
洗浄塔12は、例えば内部にバックルトレイが備えられて理論段が3段程度に設定されたもので、高温状態(例えば550℃)で供給される前記混合物を外部の冷却器(図示せず)に循環させて冷却させつつ、冷却されて一部液化した前記生成物から触媒を分離するものである。また、この洗浄塔12には、後述する分離工程から洗浄液として3環芳香族炭化水素が供給されるようになっている。この洗浄液は、洗浄塔12内において気液混合状態にある前記生成物を洗浄し、該生成物中に含有されている触媒を洗浄液中に移行させることにより、生成物中から触媒を効率良く分離除去する。
That is, the catalyst separation step includes a
The operation in the cleaning
The product vapor from the partial reforming
For example, the
また、この洗浄塔12は、水素、メタン、エタン等のガス分、LPG等の軽質分、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素、炭素数9以上の重質留分の一部を塔頂部から導出し、一方、3環芳香族炭化水素を主とする多環芳香族炭化水素等の重質留分や前記触媒を塔底部から導出する。ただし、後述する分離工程から洗浄液として3環芳香族炭化水素が洗浄塔12に供給されることなどから、この洗浄塔12の塔底部から導出される重質留分中には、洗浄塔12内の混合物中の全ての3環芳香族炭化水素が含まれることなく、その一部のみが含まれる。すなわち、洗浄塔12内の混合物中の3環芳香族炭化水素は、その全てが塔底部から導出されることなく、一部のみが導出されるようになっている。なお、この塔底部から導出する重質留分中には、3環芳香族炭化水素以外にも、2環芳香族炭化水素等の重質留分が含まれる。
In addition, the
触媒分離器14は、例えばフィルターを有して構成されたもので、洗浄塔12から導出された触媒を含有する重質留分を固液分離し、重質留分から触媒を分離除去するものである。分離した触媒については、例えば触媒再生塔(図示せず)に送り、ここで再生処理した後、分解改質反応工程にリサイクルするようにしてもよく、また、劣化が著しいものについては廃棄処理してもよい。触媒を除去した後の重質留分、すなわち3環芳香族炭化水素を主とする多環芳香族炭化水素については、例えば触媒再生塔を加熱するための燃料(トーチオイル)として使用することができる。
The
<分離工程>
分離工程では、洗浄塔12(触媒分離工程)の塔頂部から導出された導出物より、複数の分離装置によって少なくとも炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素と炭素数9以上の重質留分とを、分離する。
すなわち、この分離工程は、本実施形態では第1分離装置16と、デブタナイザー(第2分離装置)18とを備えて構成されている。ただし、本発明の分離工程は必ずしもこれら2つの分離装置を必須とするわけではなく、例えば単一の蒸留装置などで構成することができる。したがって、デブタナイザー(第2分離装置)18を省略することもできる。また、必要に応じ、後述する第3分離装置22を含めて、分離工程を構成してもよい。
<Separation process>
In the separation step, a monocyclic aromatic hydrocarbon having at least 6 to 8 carbon atoms and a heavy fraction having 9 or more carbon atoms are obtained from a derived product derived from the top of the washing tower 12 (catalyst separation step) by a plurality of separation devices. Separate the minutes.
That is, this separation step is configured to include the
第1分離装置16は、前記導出物から水素やメタン、エタン等のガス成分と液体留分とを分離する。この第1分離装置16としては、公知の気液分離装置が用いられる。気液分離装置の一例としては、気液分離槽と、該気液分離槽に生成物を導入する生成物導入管と、前記気液分離槽の上部に設けられたガス成分流出管と、前記気液分離槽の下部に設けられた液成分流出管とを具備するものが挙げられる。
本実施形態では、気液分離装置を二段配置し、前段16aで冷却して液体留分中の3環芳香族炭化水素を主とする重質留分(以下、3環芳香族炭化水素と記す。)を分離し、後段16bで昇圧してガス成分と3環芳香族炭化水素分離後の液体留分とに分離するようにしている。
デブタナイザー18(第2分離装置)は、第1分離装置16で分離された液体留分からブタン等を含むLPG留分と、炭素数6以上の単環芳香族炭化水素を多く含む粗芳香族留分とに分離する。
The
In the present embodiment, gas-liquid separation devices are arranged in two stages, cooled in the
The debutizer 18 (second separator) includes an LPG fraction containing butane and the like from the liquid fraction separated by the
<3環芳香族炭化水素供給工程>
前記第1分離装置16における前段16a(第1分離装置16)で分離された3環芳香族炭化水素は、第1返送ライン24によって洗浄液として洗浄塔12(触媒分離工程)に返送される。すなわち、この第1返送ライン24により、3環芳香族炭化水素を洗浄液として触媒分離工程に供給する、3環芳香族炭化水素供給工程が構成されている。なお、本発明の3環芳香族炭化水素供給工程は、第1返送ライン24によってのみ構成されることなく、例えば後述する第2返送ライン26によって構成するようにしてもよく、第1返送ライン24、第2返送ライン26の両方によって構成するようにしてもよい。さらには、第1分離装置16以降の他のプロセスにおいて3環芳香族炭化水素を分離し、これを洗浄液として触媒分離工程に供給するようにしてもよく、その場合にはこの3環芳香族炭化水素の供給工程も3環芳香族炭化水素供給工程となる。
3環芳香族炭化水素を洗浄液として洗浄塔12に供給することにより、洗浄塔12内において気液混合状態にある前記生成物を洗浄し、該生成物中に含有されている触媒を洗浄液中に移行させ、生成物中から触媒を効率良く分離除去することができる。なお、洗浄塔12に供給された3環芳香族炭化水素は、その一部が触媒とともに触媒分離器14に導出される。また、残部は洗浄塔12内を滞留し、あるいは第1分離装置16に送られる。
<Tricyclic aromatic hydrocarbon supply process>
The tricyclic aromatic hydrocarbons separated in the
By supplying the tricyclic aromatic hydrocarbon as a cleaning liquid to the cleaning
<精製回収工程>
精製回収工程は、分離工程で分離された炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を精製回収装置20によって精製回収する。
精製回収装置20は、デブタナイザー18で得られた粗芳香族留分から炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素(ベンゼン/トルエン/キシレン)と、重質留分、すなわち主に炭素数9以上の重質留分からなる留分とに分離する。また、分離した炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素をさらに精製し、ベンゼン、トルエン、キシレンをそれぞれ回収する。このような精製回収装置20としては、公知の蒸留装置、例えばストリッパーのような多段蒸留装置が用いられる。
<Purification and recovery process>
In the purification and recovery step, the monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms separated in the separation step is purified and recovered by the purification and
The purification and
第3分離装置22は、精製回収装置20から分離された重質留分から炭素数9の重質留分と炭素数10以上の重質留分とに分離する。そして、炭素数9の重質留分についてはこれを回収し、各種製品の基材などとして用いる。一方、炭素数10以上の重質留分については、分解改質反応工程に戻して原料油とともに分解改質反応器10内にて分解改質反応に供すべく、リサイクル工程に送る。ただし、この第3分離装置22は本発明においては必須ではなく、これを省略して、精製回収装置20から分離された炭素数9以上の重質留分をそのままリサイクル工程に送るようにしてもよい。
The
ここで、前記精製回収装置20にて炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素から分離された重質留分は、炭素数9以上の重質留分であり、多環芳香族炭化水素を主成分とし、ナフタレン、アルキルナフタレン類を多く含んでいる。また、3環芳香族炭化水素も僅かながら含んでいる。すなわち、洗浄塔12や第1分離装置16で分離しきれなかった3環芳香族炭化水素が、前記重質留分中に含まれている。したがって、3環芳香族炭化水素は第3分離装置22によって炭素数10以上の重質留分として分離される。
Here, the heavy fraction separated from the monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms by the purification and
3環芳香族炭化水素は、前述したように例えば水素化反応物であっても分解改質反応工程における反応性が低く、ほとんど単環芳香族炭化水素に転換されることないため、分解改質反応工程にリサイクルしても反応効率の向上に寄与しない。
そこで、第3分離装置22では、単環芳香族回収装置20から分離された重質留分から、炭素数9の重質留分と炭素数10以上の重質留分とに分離するだけでなく、さらに炭素数9以上の重質留分から3環芳香族炭化水素を分離するようにしてもよい。そして、分離した3環芳香族炭化水素を、第2返送ライン26によって洗浄液として洗浄塔12(触媒分離工程)に返送する。その場合にこの第2返送ライン26も、前述したように前記第1返送ライン24とともに、3環芳香族炭化水素を洗浄液として触媒分離工程に供給する、3環芳香族炭化水素供給工程を構成するものとなる。
As described above, tricyclic aromatic hydrocarbons are low in reactivity in the cracking and reforming reaction process even if they are, for example, hydrogenation reactants, and are hardly converted into monocyclic aromatic hydrocarbons. Recycling to the reaction process does not contribute to improving reaction efficiency.
Therefore, the
ただし、第3分離装置22で分離される3環芳香族炭化水素の量はそれほど多くはない。したがって、3環芳香族炭化水素を分離することによる装置コストや運転コストの上昇を考慮し、ここで3環芳香族炭化水素を分離し返送することによる経済効果が少ない場合には、第3分離装置22での3環芳香族炭化水素の分離を省略してもよい。
However, the amount of tricyclic aromatic hydrocarbons separated by the
<水素化反応工程>
水素化反応工程では、第3分離装置22(分離工程)で分離された炭素数10以上の重質留分を、水素化反応器28によって水素化する。具体的には、重質留分と水素とを水素化反応器28に供給し、水素化触媒を用いて、重質留分に含まれる多環芳香族炭化水素(主に2環芳香族炭化水素)の少なくとも一部を水素化処理する。
多環芳香族炭化水素は、芳香環が平均1つ以下になるまで水素化することが好ましい。例えば、ナフタレンはテトラリン(ナフテノベンゼン)になるまで水素化することが好ましい。芳香環が平均1つ以下になるまで水素化すれば、分解改質反応工程(分解改質反応器10)に戻した際に単環芳香族炭化水素に容易に変換される。
<Hydrogenation reaction process>
In the hydrogenation reaction step, the heavy fraction having 10 or more carbon atoms separated by the third separation device 22 (separation step) is hydrogenated by the
The polycyclic aromatic hydrocarbon is preferably hydrogenated until the average number of aromatic rings is 1 or less. For example, naphthalene is preferably hydrogenated to tetralin (naphthenobenzene). If the hydrogenation is carried out until the average number of aromatic rings is 1 or less, it is easily converted into monocyclic aromatic hydrocarbons when returned to the cracking reforming reaction step (cracking reforming reactor 10).
また、分解改質反応工程での単環芳香族炭化水素の収率をより向上するため、水素化反応工程では、得られる重質留分の水素化反応物における多環芳香族炭化水素の含有量を40質量%以下にすることが好ましく、25質量%以下にすることがより好ましく、15質量%以下にすることがさらに好ましい。水素化反応物における多環芳香族炭化水素の含有量は、原料油の多環芳香族炭化水素含有量より少ないことが好ましく、水素化触媒量を増やすことや、反応圧力を高くすることによって減少させることができる。ただし、多環芳香族炭化水素の全部を飽和炭化水素になるまで水素化する必要はない。過剰な水素化は、水素消費量の増加、発熱量の増大を招く傾向にある。 In addition, in order to further improve the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons in the cracking and reforming reaction step, in the hydrogenation reaction step, inclusion of polycyclic aromatic hydrocarbons in the hydrogenation reaction product of the heavy fraction obtained The amount is preferably 40% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less. The polycyclic aromatic hydrocarbon content in the hydrogenation reaction product is preferably less than the polycyclic aromatic hydrocarbon content in the feedstock, and decreases by increasing the amount of hydrogenation catalyst or increasing the reaction pressure. Can be made. However, it is not necessary to hydrogenate all the polycyclic aromatic hydrocarbons until they become saturated hydrocarbons. Excessive hydrogenation tends to increase hydrogen consumption and heat generation.
本実施形態例では、水素として、分解改質反応工程(分解改質反応器10)にて副生したものを利用する。すなわち、分離工程(第1分離装置16)で得られたガス成分から、後述する水素回収工程(水素回収装置30)にて水素を回収し、水素供給工程(水素供給ライン34)にて、回収した水素を水素化反応工程(水素化反応器28)に供給する。 In the present embodiment example, hydrogen by-produced in the cracking / reforming reaction step (cracking / reforming reactor 10) is used. That is, hydrogen is recovered from a gas component obtained in the separation step (first separation device 16) in a hydrogen recovery step (hydrogen recovery device 30) described later, and recovered in a hydrogen supply step (hydrogen supply line 34). The hydrogen thus supplied is supplied to a hydrogenation reaction step (hydrogenation reactor 28).
水素化反応器28(水素化反応工程)の反応方式としては、固定床を好ましく挙げることができる。
水素化触媒としては、公知の水素化触媒(例えば、ニッケル触媒、パラジウム触媒、ニッケル−モリブデン系触媒、コバルト−モリブデン系触媒、ニッケル−コバルト−モリブデン系触媒、ニッケル−タングステン系触媒等)を用いることができる。
水素化反応温度は、使用する水素化触媒によっても異なるが、通常は100〜450℃、より好ましくは200〜400℃、さらに好ましくは250〜380℃の範囲とされる。
A preferred example of the reaction system of the hydrogenation reactor 28 (hydrogenation reaction step) is a fixed bed.
As the hydrogenation catalyst, a known hydrogenation catalyst (eg, nickel catalyst, palladium catalyst, nickel-molybdenum catalyst, cobalt-molybdenum catalyst, nickel-cobalt-molybdenum catalyst, nickel-tungsten catalyst, etc.) should be used. Can do.
The hydrogenation reaction temperature varies depending on the hydrogenation catalyst used, but is usually in the range of 100 to 450 ° C, more preferably 200 to 400 ° C, and even more preferably 250 to 380 ° C.
水素化反応圧力としては、使用する水素化触媒や原料によっても異なるが、0.7MPaから13MPaの範囲とすることが好ましく、1MPaから10MPaとすることがより好ましく、1MPaから7MPaとすることが特に好ましい。水素化反応圧力を13MPa以下にすれば、耐用圧力の低い水素化反応器を使用でき、設備費を低減できる。
一方、水素化反応圧力は、水素化反応の収率の点からは、0.7MPa以上であることが好ましい。
The hydrogenation reaction pressure varies depending on the hydrogenation catalyst and raw materials used, but is preferably in the range of 0.7 MPa to 13 MPa, more preferably 1 MPa to 10 MPa, and particularly preferably 1 MPa to 7 MPa. preferable. If the hydrogenation reaction pressure is set to 13 MPa or less, a hydrogenation reactor having a low service pressure can be used, and the equipment cost can be reduced.
On the other hand, the hydrogenation reaction pressure is preferably 0.7 MPa or more from the viewpoint of the yield of the hydrogenation reaction.
水素消費量は3000scfb(506Nm3/m3)以下であることが好ましく、2500scfb(422Nm3/m3)以下であることがより好ましく、1500scfb(253Nm3/m3)以下であることがさらに好ましい。
一方、水素消費量は、水素化反応の収率の点からは、300scfb(50Nm3/m3)以上であることが好ましい。
液空間速度(LHSV)は、0.1h−1以上20h−1以下にすることが好ましく、0.2h−1以上10h−1以下にすることがより好ましい。LHSVを20h−1以下とすれば、より低い水素化反応圧力にて多環芳香族炭化水素を十分に水素化することができる。一方、0.1−1以上とすることで、水素化反応器の大型化を避けることができる。
Hydrogen consumption is preferably not more than 3000scfb (506Nm 3 / m 3) , more preferably less 2500scfb (422Nm 3 / m 3) , more preferably not more than 1500scfb (253Nm 3 / m 3) .
On the other hand, the hydrogen consumption is preferably 300 scfb (50 Nm 3 / m 3 ) or more from the viewpoint of the yield of the hydrogenation reaction.
The liquid hourly space velocity (LHSV) is preferably set to below 0.1 h -1 or 20h -1, and more preferably to 0.2 h -1 or 10h -1 or less. When LHSV is 20 h −1 or less, polycyclic aromatic hydrocarbons can be sufficiently hydrogenated at a lower hydrogenation reaction pressure. On the other hand, by setting 0.1 -1 or more, it is possible to avoid an increase in size of the hydrogenation reactor.
<リサイクル工程>
リサイクル工程では、水素化反応工程にて得られた重質留分の水素化反応物を、リサイクルライン32によって原料油に混合し、分解改質反応工程に戻す。
重質留分の水素化反応物を分解改質反応工程に戻すことにより、副生物であった重質留分も原料にして単環芳香族炭化水素を得ることができる。そのため、副生物量を削減できる上に、単環芳香族炭化水素の生成量を増やすことができ、これによって炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の製造効率を高めることができる。また、水素化によって飽和炭化水素も生成するため、分解改質反応工程における水素移行反応を促進させることもできる。
さらに、リサイクル工程(リサイクルライン32)で分解改質反応工程に戻される重質留分の水素化反応物には、分解改質反応工程において単環芳香族炭化水素に転換されにくい3環芳香族炭化水素がほとんど含まれていないため、リサイクルされた水素化反応物の単環芳香族炭化水素への転換効率が向上する。
これらのことから、原料油の供給量に対する総括的な単環芳香族炭化水素の収率を向上し、したがって炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の収率を高めることができる。
<Recycling process>
In the recycling process, the hydrogenation reaction product of the heavy fraction obtained in the hydrogenation reaction process is mixed with the raw material oil through the
By returning the hydrogenation reaction product of the heavy fraction to the cracking and reforming reaction step, a monocyclic aromatic hydrocarbon can be obtained using the heavy fraction that was a by-product as a raw material. Therefore, the amount of by-products can be reduced, and the production amount of monocyclic aromatic hydrocarbons can be increased, whereby the production efficiency of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms can be increased. Moreover, since saturated hydrocarbons are also produced by hydrogenation, the hydrogen transfer reaction in the cracking and reforming reaction step can be promoted.
Furthermore, the hydrogenation reaction product of the heavy fraction that is returned to the cracking and reforming reaction step in the recycling process (recycling line 32) includes tricyclic aromatics that are not easily converted to monocyclic aromatic hydrocarbons in the cracking and reforming reaction process. Since hydrocarbons are hardly contained, the conversion efficiency of the recycled hydrogenation reactant into monocyclic aromatic hydrocarbons is improved.
From these, it is possible to improve the overall yield of monocyclic aromatic hydrocarbons relative to the amount of feedstock supplied, and thus increase the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms.
なお、リサイクル工程においては、水素化反応物を必ずしも全量、分解改質反応工程の原料油へリサイクルしなくてもよい。その場合、リサイクルされなかった水素化反応物については、例えば燃料基材として使用することができる。
また、前記実施形態では第3分離装置22(分離工程)で得られた炭素数10以上の重質留分を水素化処理した後、分解改質反応工程に戻すようにしたが、水素化処理することなく前記重質留分をそのまま分解改質反応工程に戻してもよい。その場合にも、このリサイクル油には3環芳香族炭化水素がほとんど含まれていないため、リサイクル油の単環芳香族炭化水素への転換効率が向上する。
また、精製回収装置20から分離された重質留分を、第3分離装置22で炭素数9の重質留分と炭素数10以上の重質留分とに分離することなく、この精製回収装置20から分離された炭素数9以上の重質留分を直接水素化反応器28(水素化反応工程)に、あるいは分解改質反応器10(分解改質反応工程)に供するようにしてもよい。
In the recycling process, it is not always necessary to recycle the entire amount of the hydrogenation reactant into the raw material oil for the cracking and reforming reaction process. In that case, the hydrogenated reactant that has not been recycled can be used, for example, as a fuel substrate.
In the above embodiment, the heavy fraction having 10 or more carbon atoms obtained in the third separation device 22 (separation step) is hydrotreated, and then returned to the cracking and reforming reaction step. The heavy fraction may be directly returned to the cracking and reforming reaction step without being performed. Even in this case, since this recycled oil contains almost no tricyclic aromatic hydrocarbons, the conversion efficiency of the recycled oil to monocyclic aromatic hydrocarbons is improved.
Further, the heavy fraction separated from the purification /
<水素回収工程>
水素回収工程では、分離工程(第1分離装置16の後段16b)にて得たガス成分から、分解改質反応工程(分解改質反応器10)にて副生した水素を、水素回収装置30によって回収する。
水素を回収する方法としては、分離工程にて得たガス成分に含まれる水素とそれ以外のガスとを分離できれば特に制限はなく、例えば、圧力変動吸着法(PSA法)、深冷分離法、膜分離法などが挙げられる。したがって、水素回収装置30としては、これらの方法に基づいて水素を回収する装置(例えばPSA装置)が用いられる。
通常、水素回収工程にて回収される水素の量は、炭素数9以上の重質留分を水素化するのに必要な量より多くなる。
<Hydrogen recovery process>
In the hydrogen recovery step, hydrogen produced as a by-product in the cracking and reforming reaction step (cracking reforming reactor 10) from the gas component obtained in the separating step (the
The method for recovering hydrogen is not particularly limited as long as hydrogen contained in the gas component obtained in the separation step and other gas can be separated. For example, the pressure fluctuation adsorption method (PSA method), the cryogenic separation method, Examples thereof include a membrane separation method. Therefore, as the
Usually, the amount of hydrogen recovered in the hydrogen recovery step is larger than the amount necessary for hydrogenating a heavy fraction having 9 or more carbon atoms.
<水素供給工程>
水素供給工程では、水素回収工程(水素回収装置30)にて得た水素を、水素供給ライン34によって水素化反応工程(水素化反応器28)に供給する。その際の水素供給量は、水素化反応工程に供給する重質留分量に応じて調整される。また、必要であれば、水素圧力を調節する。
本実施形態のように水素供給工程を有すれば、前記分解改質反応工程(分解改質反応器10)にて副生した水素を用いて重質留分を水素化できる。したがって、本実施形態の製造方法において使用する水素の一部もしくは全量を副生水素にて賄うことにより、外部からの水素供給の一部もしくは全てを削減することができる。
<Hydrogen supply process>
In the hydrogen supply step, the hydrogen obtained in the hydrogen recovery step (hydrogen recovery device 30) is supplied to the hydrogenation reaction step (hydrogenation reactor 28) through the
If there is a hydrogen supply step as in this embodiment, the heavy fraction can be hydrogenated using hydrogen by-produced in the cracking and reforming reaction step (cracking reforming reactor 10). Therefore, part or all of the hydrogen supply from the outside can be reduced by covering part or all of the hydrogen used in the production method of the present embodiment with by-product hydrogen.
本実施形態の単環芳香族炭化水素の製造方法にあっては、炭素数10以上あるいは炭素数9以上の重質留分を分解改質反応工程に戻すことにより、副生物であった重質留分も原料にして単環芳香族炭化水素を得ることができる。そのため、副生物量を削減できる上に、単環芳香族炭化水素の生成量を増やすことができ、これによって炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の製造効率を高めることができる。
また、重質留分を水素化反応工程で水素化して分解改質反応工程に戻すことにより、水素化によって飽和炭化水素も生成するため、分解改質反応工程における水素移行反応を促進させることもできる。
In the method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons of the present embodiment, by returning a heavy fraction having 10 or more carbon atoms or 9 or more carbon atoms to the cracking and reforming reaction step, A monocyclic aromatic hydrocarbon can be obtained using a fraction as a raw material. Therefore, the amount of by-products can be reduced, and the production amount of monocyclic aromatic hydrocarbons can be increased, whereby the production efficiency of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms can be increased.
In addition, hydrogenation of heavy fractions in the hydrogenation reaction step and return to the cracking reforming reaction step also produces saturated hydrocarbons by hydrogenation, thus promoting the hydrogen transfer reaction in the cracking reforming reaction step. it can.
さらに、分解改質反応工程より導出された混合物中から触媒分離工程で3環芳香族炭化水素を分離除去し、その後得られた炭素数10(9)以上の重質留分を分解改質反応工程に戻すようにしているので、分解改質反応工程に戻される重質留分には、分解改質反応工程において単環芳香族炭化水素に転換されにくい3環芳香族炭化水素がほとんど含まれておらず、したがってリサイクルされた重質留分(またはその水素化反応物)の単環芳香族炭化水素への転換効率が向上する。よって、原料油の供給量に対する総括的な単環芳香族炭化水素の収率を向上し、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の収率を高めることができる。 Furthermore, tricyclic aromatic hydrocarbons are separated and removed from the mixture derived from the cracking and reforming reaction process in the catalyst separation process, and then the resulting heavy fraction having 10 (9) carbon atoms or more is cracked and reformed. Since the process is returned to the process, the heavy fraction returned to the cracking and reforming reaction process contains almost all the tricyclic aromatic hydrocarbons that are difficult to be converted into monocyclic aromatic hydrocarbons in the cracking and reforming reaction process. Therefore, the conversion efficiency of the recycled heavy fraction (or its hydrogenation reactant) to a monocyclic aromatic hydrocarbon is improved. Therefore, the yield of the general monocyclic aromatic hydrocarbon with respect to the supply amount of raw material oil can be improved, and the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms can be increased.
また、分離工程でも3環芳香族炭化水素を分離しているので、リサイクルされる重質留分(またはその水素化反応物)の3環芳香族炭化水素含有率をより少なくすることができ、これによって前記重質留分の単環芳香族炭化水素への転換効率を向上することができる。
また、分離工程で分離した3環芳香族炭化水素を、第1返送ライン24や第2返送ライン26による3環芳香族炭化水素供給工程によって洗浄液として触媒分離工程に供給するので、触媒分離工程においてより効率的に触媒を分離除去することができる。
In addition, since the tricyclic aromatic hydrocarbons are separated in the separation step, the tricyclic aromatic hydrocarbon content of the heavy fraction to be recycled (or the hydrogenation reaction product thereof) can be reduced, Thereby, the conversion efficiency of the heavy fraction into monocyclic aromatic hydrocarbons can be improved.
Further, since the tricyclic aromatic hydrocarbons separated in the separation step are supplied to the catalyst separation step as a cleaning liquid by the tricyclic aromatic hydrocarbon supply step by the
「第2実施形態」
本発明の単環芳香族炭化水素の製造方法の第2実施形態を説明する。
図2は、この第2実施形態を説明するための、製造プラントの概略構成図である。本実施形態の単環芳香族炭化水素の製造方法は、第1実施形態と同様に、原料油から炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を製造する方法である。
“Second Embodiment”
2nd Embodiment of the manufacturing method of the monocyclic aromatic hydrocarbon of this invention is described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a manufacturing plant for explaining the second embodiment. The manufacturing method of the monocyclic aromatic hydrocarbon of this embodiment is a method of manufacturing a C6-C8 monocyclic aromatic hydrocarbon from raw material oil similarly to 1st Embodiment.
この第2実施形態が図1に示した第1実施形態と異なるところは、第1実施形態では洗浄工程を洗浄塔12と触媒分離器16とで構成し、分離工程を第1分離装置16とデブタナイザー18(第2分離装置)と精製回収装置20と第3分離装置22とで構成したのに対し、第2実施形態では、図2に示すように洗浄工程をフラクショネーター40と触媒分離器14とで構成し、分離工程を前記フラクショネーター40とデブタナイザー18(第2分離装置)と精製回収装置20と第3分離装置22とで構成している点である。すなわち、本実施形態では、第1実施形態の洗浄塔12と第1分離装置16とに代えて、フラクショネーター40を用いている。
The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the cleaning step is composed of the cleaning
したがって、本実施形態の単環芳香族炭化水素の製造方法も、基本的に第1実施形態と同様、前記の(a)〜(i)の工程を有する方法である。
以下、第1実施形態と異なる装置を用いた工程について説明する。なお、第1実施形態と同じ装置を用いた同一工程については説明を省略する。
Therefore, the method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons of this embodiment is also a method having the steps (a) to (i) basically as in the first embodiment.
Hereinafter, processes using an apparatus different from the first embodiment will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the same process using the same apparatus as 1st Embodiment.
<触媒分離工程>
触媒分離工程では、第1実施形態と同様、分解改質反応工程(分解改質反応器10)から導出される前記混合物より、前記触媒(単環芳香族炭化水素製造用触媒)を除去する。また、分解改質反応工程で得られる生成物中に含まれる3環芳香族炭化水素も、共に分離除去する。
<Catalyst separation step>
In the catalyst separation step, as in the first embodiment, the catalyst (a catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons) is removed from the mixture derived from the cracking reforming reaction step (cracking reforming reactor 10). Further, tricyclic aromatic hydrocarbons contained in the product obtained in the cracking and reforming reaction step are also separated and removed.
ただし、本実施形態では、前記第1実施形態における洗浄塔12に代わって、フラクショネーター40がその機能を果たしている。フラクショネーター40は、多段に構成された公知の蒸留塔であって、塔底部側で混合物中の触媒や3環芳香族炭化水素を主とする重質留分を分離し、塔頂部側で混合物中(分解改質反応工程の生成物中)のガス成分を分離する。また、中間部において、ガス成分と前記3環芳香族炭化水素を主とする重質留分との間の、中間留分(液体留分)を分離する。
However, in this embodiment, the
フラクショネーター40の塔底部では、沸点が高い重質留分、すなわち3環芳香族炭化水素を主とする重質留分が液化される。これにより、この塔底部からは3環芳香族炭化水素を主とする重質留分が触媒とともに導出される。
導出された重質留分は、第1実施形態と同様に触媒分離器14に供給され、ここで触媒が分離除去される。また、触媒を除去した後の、3環芳香族炭化水素を主とする多環芳香族炭化水素(重質留分)については、例えば触媒再生塔を加熱するための燃料(トーチオイル)として使用される。
At the tower bottom of the
The derived heavy fraction is supplied to the
<分離工程>
また、フラクショネーター40の中間部から塔頂部にかけては、第1実施形態の第1分離装置16と同様に、触媒が分離された留分(導出物)から蒸留操作によって水素やメタン、エタン等のガス成分と液体留分とを分離する。そして、前述したように中間部から分離した中間留分(液体留分)を導出し、塔頂部からガス成分を導出する。
フラクショネーター40の中間部から塔頂部にかけてガス成分と液体留分とを分離した際には、液体留分の一部として3環環芳香族炭化水素が液化する。この液化した3環環芳香族炭化水素は重質留分として塔底部に流れ落ち、塔底部でなされる触媒分離における洗浄液として機能する。したがって、フラクショネーター40はその内部に3環環芳香族炭化水素供給工程も有するものとなる。
<Separation process>
Further, from the middle part of the
When the gas component and the liquid fraction are separated from the middle part of the
フラクショネーター40の中間部から導出された中間留分(液体留分)は、デブタナイザー18(第2分離装置)に供給されて分離処理され、以下、第1実施形態と同様に精製回収装置20、第3分離装置22にて順次分離処理される。そして、炭素数10以上の重質留分が水素化反応工程(水素化反応器28)に送られ、水素化反応に供された後、リサイクル工程(リサイクルライン32)によって原料油に混合され、分解改質反応工程に戻される。なお、第3分離装置22において炭素数10以上の重質留分から3環芳香族炭化水素(3環芳香族炭化水素を主とする重質留分)を分離する場合、分離した3環芳香族炭化水素については、第2返送ライン26によって洗浄液としてフラクショネーター40の塔底部に返送する。また、本実施形態においても、第3分離装置22を省略することができる。
一方、フラクショネーター40の塔頂部から導出されたガス成分は、水素回収装置30(水素回収工程)に送られ、以下、第1実施形態と同様にして処理される。
The middle fraction (liquid fraction) derived from the middle part of the
On the other hand, the gas component derived from the top of the
本実施形態の単環芳香族炭化水素の製造方法にあっても、炭素数10以上あるいは炭素数9以上の重質留分を分解改質反応工程に戻すことにより、副生物であった重質留分も原料にして単環芳香族炭化水素を得ることができる。そのため、副生物量を削減できる上に、単環芳香族炭化水素の生成量を増やすことができ、これによって炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の製造効率を高めることができる。
また、重質留分を水素化反応工程で水素化して分解改質反応工程に戻すことにより、水素化によって飽和炭化水素も生成するため、分解改質反応工程における水素移行反応を促進させることもできる。
Even in the method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons of the present embodiment, by returning the heavy fraction having 10 or more carbon atoms or 9 or more carbon atoms to the cracking and reforming reaction step, A monocyclic aromatic hydrocarbon can be obtained using a fraction as a raw material. Therefore, the amount of by-products can be reduced, and the production amount of monocyclic aromatic hydrocarbons can be increased, whereby the production efficiency of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms can be increased.
In addition, hydrogenation of heavy fractions in the hydrogenation reaction step and return to the cracking reforming reaction step also produces saturated hydrocarbons by hydrogenation, thus promoting the hydrogen transfer reaction in the cracking reforming reaction step. it can.
さらに、分解改質反応工程より導出された混合物中から触媒分離工程で3環芳香族炭化水素を分離除去し、その後得られた炭素数10(9)以上の重質留分を分解改質反応工程に戻すようにしているので、分解改質反応工程に戻される重質留分には、分解改質反応工程において単環芳香族炭化水素に転換されにくい3環芳香族炭化水素がほとんど含まれておらず、したがってリサイクルされた重質留分(またはその水素化反応物)の単環芳香族炭化水素への転換効率が向上する。よって、原料油の供給量に対する総括的な単環芳香族炭化水素の収率を向上し、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素の収率を高めることができる。
また、分離工程でも3環芳香族炭化水素を分離しているので、リサイクルされる重質留分(またはその水素化反応物)の3環芳香族炭化水素含有率をより少なくすることができ、これによって前記重質留分の単環芳香族炭化水素への転換効率を向上することができる。
Furthermore, tricyclic aromatic hydrocarbons are separated and removed from the mixture derived from the cracking and reforming reaction process in the catalyst separation process, and then the resulting heavy fraction having 10 (9) carbon atoms or more is cracked and reformed. Since the process is returned to the process, the heavy fraction returned to the cracking and reforming reaction process contains almost all the tricyclic aromatic hydrocarbons that are difficult to be converted into monocyclic aromatic hydrocarbons in the cracking and reforming reaction process. Therefore, the conversion efficiency of the recycled heavy fraction (or its hydrogenation reactant) to a monocyclic aromatic hydrocarbon is improved. Therefore, the yield of the general monocyclic aromatic hydrocarbon with respect to the supply amount of raw material oil can be improved, and the yield of monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms can be increased.
In addition, since the tricyclic aromatic hydrocarbons are separated in the separation step, the tricyclic aromatic hydrocarbon content of the heavy fraction to be recycled (or the hydrogenation reaction product thereof) can be reduced, Thereby, the conversion efficiency of the heavy fraction into monocyclic aromatic hydrocarbons can be improved.
「他の実施形態例」
なお、本発明は前記第1ないし第2実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、水素化反応工程で使用する水素としては、分解改質反応工程にて副生したものでなく、公知の水素製造方法で得た水素を利用してもよく、他の接触改質方法にて副生した水素を利用してもよい。
“Other embodiment examples”
The present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the hydrogen used in the hydrogenation reaction step is not a by-product generated in the cracking and reforming reaction step, but hydrogen obtained by a known hydrogen production method may be used. Hydrogen produced as a by-product may be used.
[実験例]
(比較試験例1)
図1に示した製造プラントにおいて、原料油として以下の表に示した性状のLCOを用いてこれを分解改質反応器10に供し、反応を行わせた。以下、第1実施形態と同様にして処理を行い、触媒分離器14によって触媒を除去した後の重質留分、すなわち3環芳香族炭化水素を主とする多環芳香族炭化水素を回収した。そして、この回収した重質留分を水素化反応器28に供して水素化反応を行わせ、重質留分の水素化反応物を得た。その後、得られた水素化反応物を原料油に代えて分解改質反応器10に供給し、分解改質反応を行わせた。前記重質留分中の3環芳香族炭化水素の量(含有率)を調べたところ、約42.8質量%であり、他のほとんどは2環芳香族炭化水素であった。
[Experimental example]
(Comparative Test Example 1)
In the production plant shown in FIG. 1, LCO having the properties shown in the following table was used as a raw material oil, and this was supplied to the cracking and reforming
(実験例1)
図1に示した製造プラントにおいて、原料油として比較試験例1と同じ性状のLCOを用いてこれを分解改質反応器10に供し、反応を行わせた。以下、第1実施形態と同様にして処理を行い、第3分離装置22から導出された炭素数10以上の重質留分を回収した。そして、この回収した重質留分を水素化反応器28に供して水素化反応を行わせ、重質留分の水素化反応物を得た。その後、得られた水素化反応物を原料油に代えて分解改質反応器10に供給し、分解改質反応を行わせた。なお、この第3分離装置22では3環芳香族炭化水素を分離せず、回収した重質留分をそのまま分解改質反応器10に供給した。前記重質留分中の3環芳香族炭化水素の量(含有率)を調べたところ、約3.1質量%であり、他のほとんどは2環芳香族炭化水素であった。
(Experimental example 1)
In the manufacturing plant shown in FIG. 1, LCO having the same properties as Comparative Test Example 1 was used as a raw material oil, and this was supplied to the cracking and reforming
(比較試験例2)
比較試験例1において、触媒分離器14によって触媒を除去した後回収した重質留分と、実験例1において、第3分離装置22から導出され回収された炭素数10以上の重質留分とを混合した。そして、この混合した重質留分を水素化反応器28に供して水素化反応を行わせ、混合重質留分の水素化反応物を得た。その後、得られた水素化反応物を原料油に代えて分解改質反応器10に供給し、分解改質反応を行わせた。なお、比較試験例1に用いた重質留分と実験例1に用いた重質留分との混合比(質量比)(比較試験例1:実験例1)は、概ね1:9とした。したがって、計算上、前記混合重質留分中の3環芳香族炭化水素の量(含有率)は、約7.0質量%となる。
(Comparative Test Example 2)
In Comparative Test Example 1, the heavy fraction recovered after removing the catalyst by the
(比較試験例3)
比較試験例1、実験例1と同じ性状のLCOを原料油として用い、分解改質反応器10に供給した。
(Comparative Test Example 3)
LCO having the same properties as those in Comparative Test Example 1 and Experimental Example 1 was used as a feed oil and supplied to the cracking and reforming
比較試験例1、実験例1、比較試験例2、及び比較試験例3において、それぞれ分解改質反応器10で分解質反応を行わせた後の、得られた生成物中のBTX(ベンゼン、トルエン、キシレン)分、すなわちBTX収率を調べた。結果を以下に示す。なお、以下のBYX収率は質量%である。
比較試験例1 実験例1 比較試験例2 比較試験例3
(3RA) (42.8) (3.1) (7.0)
BTX収率; 26% 48% 45% 37%
ただし、(3RA)は3環芳香族炭化水素であり、( )内の数値は各例に用いた水素化反応前の重質留分中の3環芳香族炭化水素の量(含有率)を示している。
In Comparative Test Example 1, Experimental Example 1, Comparative Test Example 2, and Comparative Test Example 3, BTX (benzene, benzene in the obtained product after the decomposition product reaction was performed in the
Comparative Test Example 1 Experimental Example 1 Comparative Test Example 2 Comparative Test Example 3
(3RA) (42.8) (3.1) (7.0)
BTX yield; 26% 48% 45% 37%
However, (3RA) is a tricyclic aromatic hydrocarbon, and the numerical value in () is the amount (content) of the tricyclic aromatic hydrocarbon in the heavy fraction before the hydrogenation reaction used in each example. Show.
前記結果より、まず比較試験例1において、触媒分離器14によって触媒を除去した後の、3環芳香族炭化水素を主とする重質留分は、水素化反応を経て分解改質反応器10に供給しても、比較試験例3に比べてBTXの収率が大幅に低くなっている。そのため、触媒分離器14によって触媒を除去した後の重質留分については、リサイクル油とするのは好ましくないことが分かった。
一方、第3分離装置22から導出され回収された炭素数10以上の重質留分を水素化反応後分解改質反応器10に供給し、分解改質反応を行わせた実験例1では、比較試験例3に比べてもBTX収率は十分に向上している。さらに、比較試験例2と比べてもBTX収率は十分に向上していることがわかる。比較試験例2は、一旦分離した3環芳香族炭化水素を主とする重質留分を、第3分離装置22から導出され回収された炭素数10以上の重質留分に混合したものであり、この比較試験例2よりも実験例1の方がBTX収率が高いことより、3環芳香族炭化水素を主とする重質留分を除去することによりBTX収率が向上していることがわかる。
したがって、触媒分離器14によって触媒とあわせて3環芳香族炭化水素を抜き出した上で、第3分離装置22から導出され回収された炭素数10以上の重質留分を、リサイクル油として原料油とともに分解改質反応工程に供するようにすれば、原料油のみを分解改質反応工程に供する場合(比較試験例3)に比べ、BTXの収率を向上できることが確認された。
From the above results, first, in Comparative Test Example 1, the heavy fraction mainly composed of tricyclic aromatic hydrocarbons after the removal of the catalyst by the
On the other hand, in Experimental Example 1 in which the heavy fraction having 10 or more carbon atoms derived and recovered from the
Therefore, after extracting the tricyclic aromatic hydrocarbons together with the catalyst by the
本発明は、FCC装置から得られるLCOおよび原油蒸留装置から得られる灯油、軽油等を原料にした単環芳香族炭化水素の製造に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for the production of monocyclic aromatic hydrocarbons using, as raw materials, LCO obtained from an FCC device and kerosene, light oil obtained from a crude oil distillation device.
10…分解改質反応器、12…洗浄塔、14…触媒分離装置、16…第1分離装置、18…デブタナイザー(第2分離装置)、20…精製回収装置、22…第3分離装置、24…第1返送ライン、26…第2返送ライン、28…水素化反応器、30…水素回収装置、32…リサイクルライン、34…水素供給ライン、40…フラクショネーター
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記原料油を、結晶性アルミノシリケートを含有する単環芳香族炭化水素製造用触媒に接触させ、反応させて、炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素、及び炭素数9以上の重質留分を含む生成物を得る分解改質反応工程と、
前記分解改質反応工程から導出される、前記生成物と該生成物に同伴される前記単環芳香族炭化水素製造用触媒とからなる混合物から、前記単環芳香族炭化水素製造用触媒を前記生成物中に含まれる3環芳香族炭化水素とともに分離除去する触媒分離工程と、
前記触媒分離工程から導出された導出物より少なくとも炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素と炭素数9以上の重質留分とを分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された炭素数6〜8の単環芳香族炭化水素を精製し、回収する精製回収工程と、
前記分離工程で分離された炭素数9以上の重質留分を前記分解改質反応工程に戻すリサイクル工程と、を有することを特徴とする単環芳香族炭化水素の製造方法。 Monocyclic aromatic hydrocarbon production method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons having 6 to 8 carbon atoms from a raw material oil having a 10 vol% distillation temperature of 140 ° C or higher and a 90 vol% distillation temperature of 380 ° C or lower Because
The raw material oil is contacted with a catalyst for producing monocyclic aromatic hydrocarbons containing crystalline aluminosilicate and reacted to produce a monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms and a heavy hydrocarbon having 9 or more carbon atoms. A cracking and reforming reaction step to obtain a product containing a fraction;
From the mixture of the product and the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst entrained by the product, derived from the cracking and reforming reaction step, the monocyclic aromatic hydrocarbon production catalyst A catalyst separation step for separating and removing together with the tricyclic aromatic hydrocarbons contained in the product;
A separation step of separating at least a monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms and a heavy fraction having 9 or more carbon atoms from a derived product derived from the catalyst separation step;
A purification and recovery step of purifying and recovering the monocyclic aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms separated in the separation step;
And a recycling step of returning the heavy fraction having 9 or more carbon atoms separated in the separation step to the cracking and reforming reaction step. A method for producing monocyclic aromatic hydrocarbons, comprising:
前記リサイクル工程では、前記水素化反応工程により得た前記炭素数9以上の重質留分の水素化反応物を、前記分解改質反応工程に戻すことを特徴とする請求項1に記載の単環芳香族炭化水素の製造方法。 Before the recycling step, it has a hydrogenation reaction step of hydrogenating a heavy fraction having 9 or more carbon atoms separated in the separation step,
2. The single recycling process according to claim 1, wherein in the recycling step, the hydrogenation reaction product of the heavy fraction having 9 or more carbon atoms obtained in the hydrogenation reaction step is returned to the cracking and reforming reaction step. A method for producing ring aromatic hydrocarbons.
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