JP2001524577A - 汚染された液体炭化水素流からの熱分解による軽質オレフィンの製造 - Google Patents

汚染された液体炭化水素流からの熱分解による軽質オレフィンの製造

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Abstract

(57)【要約】 汚染された液体炭化水素原料油から軽質オレフィンを熱分解により製造する方法であり、ポリシロキサン膜(10)を備えた膜装置(1)の入口(7)に原料油(6)を供給し、そして浸透液側(9)から浸透液(14)を、及び濃縮液側(8)から濃縮液(12)を取り除き、;浸透液(14)を分解炉(2)の入口に供給し、その浸透液を分解炉(2)のコイル(15、16)内で、高温、水蒸気(17)の存在下で分解させ、そして分解炉(2)から軽質オレフィンが濃縮された分解流(19)を取り除き、;その分解流を急冷し(22、24);冷却された分解流を精留塔(3)に供給し、;濃縮液(12)を精留塔(3)に供給し、;そして精留塔(3)からガス流(30)、燃料油成分の側油(45)及び塔底油(50)を除去する、段階を含む該方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は熱分解により、ナフサ及び/又は軽油を含む液体炭化水素原料油から
軽質オレフィンを製造する方法であり、 (a)分解炉の入口に原料油を供給し、高温における水蒸気の存在下で、分解炉
のコイル内で原料油を分解させ、そして軽質オレフィンが濃縮された分解流を分
解炉から取り除き、; (b)その分解流を急冷し、; (c)冷却された分解流を精留塔に供給し、;そして (d)精留塔の頂部からガス流を、精留塔の側部から燃料油成分を含む側油を、
精留塔の底部から塔底油を取り除く、 段階を含む該方法に関する。
【0002】 この方法は水蒸気分解、ナフサ分解又はエチレン製造とも呼ばれる。 該精留塔は「第一精留塔」とも呼ばれる。 精留塔の頂部から取り除かれたガス流は、エチレン及びプロピレンのような軽
質オレフィン、並びに水素、メタン、C4 生成物及び高温分解ガソリン(C5 + )のような他の成分を含む。精留塔の下流において、ガス状塔頂留出油はさらに
処理されエチレンに再生される。 精留塔の側部から、燃料油成分を含む1種又はそれ以上の側油が取り除かれる
。 精留塔の底部から、重質分解燃料油を含む液体塔底油が取り除かれる。液体塔
底油の一部は冷却され、そしてその精留塔の上流で分解流と混合され、この流体
を急冷する。残渣は重質燃料油として取り除かれる。 精留塔の上流において、原料油は分解炉内で分解される。液体炭化水素原料油
は分解炉の上流で又は分解炉の上部内で予熱される。分解炉内で、液体炭化水素
流は初めに気化され、そして続けて分解される。液体炭化水素流の気化は分解炉
の上部に配置された気化コイル内で水蒸気の存在下で起こり、そこで液体は熱煙
道ガスからの熱により気化される。分解炉の上部は対流部と呼ばれる。流体は気
化した後、分解炉の輻射部内の高温分解コイル内に入る。高温分解コイル内で、
炭化水素は水蒸気の存在下で分解され、所望の生成物が得られる。このことは良
く知られており、気化及び分解の条件も同様に良く知られている。
【0003】 使用される原料油はナフサ(直留ガソリン留分)及び軽油(灯油と軽質潤滑油
との間の性質の中間の留出油)である。しかしそのような原料油はより高価とな
る傾向にあり、そしてこのことは分解工程のために他の炭化水素原料油を使用す
ることについての関心のきっかけとなった。そのような原料油の例として、ナフ
サ及び軽油成分を含む一定の凝縮物がある。凝縮物はしばしば天然ガスとともに
産出する炭化水素の混合物である。 しかし、これらの原料油は汚染物質も含む。本発明によれば2種の汚染物質に
特に関心がもたれる。一方は高沸点を有する炭化水素であり、他方は軽質炭化水
素流中に分散された水滴中に存在する塩である。
【0004】 高沸点を有する炭化水素は、水蒸気の存在下であっても容易には気化しない炭
化水素である。そのような炭化水素の例としては、多核芳香族化合物、多核環状
パラフィン、大型パラフィン性炭化水素(ワックス)、並びに多核環状オレフィ
ン及び大型オレフィン性炭化水素、特にジオレフィンのようなオレフィン成分が
ある。これらの高沸点炭化水素は軽質炭化水素に可溶であり、そして通常その溶
液はより暗い色、例えばASTM D1500により測定して3以上のASTM
色を有する。軽質炭化水素を含む汚染液体流の例は黒い凝縮物であり、3以上の
ASTM色を有し、しばしば天然ガスとともに産出する炭化水素混合物である。
その汚染された液体は精油所の廃流をも含んでよい。 炭化水素流中の塩は、生成水又は精油所での他の処理に由来し、汚染する塩の
例としては塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム及び塩化鉄があ
る。他の塩としては硫酸塩も同様に存在しうる。 これらの成分は気化コイル中で液体のままであり、そして気化コイルの内部表
面を汚染する。堆積した成分による汚染は熱伝達を低下させ、そしてそれゆえに
水蒸気分解器の作動に不利な影響を与える。そのうえ汚染は気化コイルの詰まり
の原因にさえなりうる。
【0005】 本発明の目的は、特に汚染された原料油から軽質オレフィンを製造する方法を
提供することであり、そこで気化コイルの汚染を減少することである。 このため、汚染された液体炭化水素原料油からの本発明の熱分解による軽質オ
レフィンの製造方法は、 (a)膜を備えた膜装置の入口に原料油を供給し、そして浸透液側から浸透液を
取り除き、かつ濃縮液側から濃縮液を取り除き、; (b)分解炉の入口に浸透液を供給し、高温において水蒸気の存在下で、分解炉
のコイル内で浸透液を分解させ、そして軽質オレフィンが濃縮された分解流を分
解炉から取り除き、; (c)その分解流を急冷し、; (d)冷却された分解流を精留塔に供給し、; (e)濃縮液を精留塔に供給し、;そして、 (f)精留塔の頂部からガス流を、精留塔の側部から燃料油成分の側油を、精留
塔の底部から塔底油を取り除く、 段階を含む。 汚染物質が高沸点を有する炭化水素を含む場合は、膜はナノ濾過膜であり、汚
染物質が塩であるならば、膜は限外濾過膜であり、そして両方の汚染物質が存在
する場合は、膜はナノ濾過膜である。
【0006】 本発明を、本発明を実行するためのプラントを概略的に示す添付図面で、例に
よりさらに詳細に説明する。 このプラントは、膜装置1、分解炉2、精留塔3、燃料油抜き取り装置4及び
急冷塔5を含む。 汚染された液体炭化水素原料油は供給導管6を通り、膜装置1の入口7に供給
される。膜装置1は、好適な膜10により分離される濃縮液側8及び浸透液側9
からなる。 濃縮液側8から導管12を通って濃縮液が取り除かれ、浸透液側9から浸透液
が導管14を通って取り除かれる。浸透液は実質的に汚染物質を含まず、除去さ
れた汚染物質は濃縮液中にある。
【0007】 浸透液は分解炉2への供給物を形成する。場合によっては、その供給物は分解
炉2の上流で予熱される。分解炉2において、その供給物は最初に分解炉2の上
部における気化コイル15中で気化される。気化コイル中15の下流において、
気化された流体は分解炉2の下部における高温分解コイル16中で分解され、そ
こでは輻射による加熱が行われる。高温分解コイル16において、その流体は導
管17を通って供給された水蒸気の存在下で分解され、軽質オレフィンが濃縮さ
れた分解流である所望の生成物を得る。浸透液を分解する条件は、ナフサ又は軽
油を分解するための良く知られた条件と類似する。 分解流は導管19を通って分解炉2から取り除かれる。分解流は熱交換器22
内で水蒸気とともに間接的な熱交換により、及び導管24を通って供給された液
体とともに直接的な熱交換により急冷される。分解流を含む混合物は精留塔3に
向かって導管25を通過する。
【0008】 冷却された分解流は、200〜230℃の温度及び0.11〜0.25MPa
の(絶対)圧力で精留塔3内に導入される。そこでフラクションに分離される。
このため、精留塔3は数個の理論精留段26及び27を含む。 濃縮液は精留塔3に向かって導管12を通過し、そして好適には導管25を通
って精留塔3中に導入される分解流を含む混合物と近い高さにて、その中に導入
される。 精留塔3の頂部から導管30を通してガス流が取り除かれる。ガス流は、エチ
レン及びプロピレンのような軽質オレフィンに富み、そして水素、メタン、C4 生成物及び高温分解ガソリン(C5 + )のような他の成分を含む。ガス流は、い
くつかの理論精留段31及び32を含む急冷塔5に向かって、導管30を通過す
る。急冷塔5内で分解ガスを含むガス流は冷却され、高温分解ガソリン成分が取
り除かれ、さらに希釈水蒸気は凝縮される。このため導管34及び35を通って
冷却水が急冷塔に供給される。ガス状塔頂留出油は導管37を通って急冷塔5か
ら取り除かれ、そのガス状塔頂留出油は、さらに処理され(図示せず)エチレン
に再生される。急冷塔5の底部から水に富む流体が導管38を通して取り除かれ
、急冷塔5の下端からガソリン流が導管39を通って取り除かれる。ガソリン流
の一部は、導管40を通って還流として精留塔3の上端に供給される、そして残
渣は導管41を通って取り除かれる。 精留塔3の側部から、燃料油成分を含む側油が排出トレー44を介して取り除
かれる。この流体は燃料油抜き取り装置4に向かって導管45を通過する。燃料
油抜き取り装置4には理論精留段46が備えられている。導管47を通って、抜
き取り流は燃料油抜き取り装置4の下端に供給される。燃料油抜き取り装置4の
頂部から、導管48を通過し精留塔3内にガス状塔頂留出油が取り除かれ、そし
て底部から導管49を通して燃料油生成物が除去される。
【0009】 精留塔3の底部から、重質分解燃料油を含む液体塔底油が導管50を通して取
り除かれる。液体塔底油の一部は熱交換器52内で間接的に熱交換され、そして
導管19内の軽質オレフィン濃縮分解流に導管24を介して供給され、この流体
を冷却する。残渣は重質燃料油として導管54を通して取り除かれる。場合によ
っては重質燃料油は分離抜き取り容器(図示せず)中で水蒸気により抜き取られ
、そして抜き取られた蒸気は精留塔3の下部に導入される。 膜分離は10〜100℃の温度にて行われ、好ましくは40℃で行われる、そ
して浸透液と濃縮液との質量比は1〜20及び好ましくは5〜10である。 精留塔3内での温度よりも低い温度で膜分離が行われた場合、導管12を通し
て供給される濃縮液は、精留塔3内の温度よりも低い温度を有するであろう。こ
の温度差が精留に不利な影響を与えうることが認められるなら、導管12中に熱
交換器を導入し(図示せず)、通常操作中に濃縮液を通し加熱することが出来る
【0010】 汚染物が高沸点を有する炭化水素を含む場合、膜装置1において好適に使用さ
れる膜はナノ濾過膜である。そのようなナノ濾過膜のために好適な物質は、ポリ
シロキサン及び好ましくはポリ(ジメチルシロキサン)である。ナノ濾過膜は1
〜8MPaの膜透過圧及び一日当たり1000〜4000kg/m2 膜面積の流
量で操作される。 汚染物が塩である場合は限外濾過膜が使用される。好適な限外濾過膜物質は、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)及びポリ(ビニリデンフルオライド)
(PVDF)、さらにセラミック膜も使用することが出来る。限外濾過膜は0.
2〜1MPaの膜透過圧及び一日当たり3000〜20000kg/m2 膜面積
の流量で操作される。 ナノ濾過膜は、両方の汚染物質が存在するような場合においても同様に使用さ
れる。
【0011】 本発明の第一の利点は、通常汚染の原因となりうる原料油に、分解の可能性を
提供することである。 増加した濃度の汚染物質を含む濃縮液は、精留塔に供給される。この事は有利
な点である、なぜなら濃縮液中に存在する軽質の成分は精留塔内で分離され、そ
してそれらは高温分解ガソリン及び/又は分解軽油とともに精留塔から出てゆく
からである。残留汚染物質は液体塔底油とともに洗い流される。 それゆえ本発明は、ナフサ及び/又は軽油を含む液体炭化水素流の熱分解によ
り軽質オレフィンを製造し、その中で分解炉内の気化コイルの汚染を防ぐ単純な
方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】汚染された液体炭化水素流をから熱分解により軽質オレフィンを製
造するプラント
【符号の説明】
1 膜装置 2 分解炉 3 精留塔 4 燃料油抜き取り装置 5 急冷塔 6 供給導管 7 膜装置入口 8 濃縮液側 9 浸透液側 10 膜 12、14、17、19、24、25、30、34、35、37、38、39、
40、41、45、47、48、49、50、54 導管 15 気化コイル 16 高温分解コイル 22、52 熱交換器 26、27、31、32、46 理論精留段 44 排出トレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリシュナモーティイ・チャンドラセクハ ラン オランダ国 エヌエル−2596 エイチアー ル ザ ハーグ カレル ウァン ビラン トラーン 30 (72)発明者 ローベルト・ポウル・ヘンリ・コッセー オランダ国 エヌエル−1031 シーエム アムステルダム バトホイスウエヒ 3 (72)発明者 ヤン・ローデヴィヤク・マリア・ディーリ ックス オランダ国 エヌエル−1031 シーエム アムステルダム バトホイスウエヒ 3 Fターム(参考) 4H029 AA02 AA09 AB03 AE05 AE23 AE27 DA01 DA02 DA14

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚染された液体炭化水素原料油から、熱分解により軽質オレ
    フィンを製造する方法であり、 (a)膜を備えた膜装置の入口に原料油を供給し、浸透液側から浸透液を取り除
    き、濃縮液側から濃縮液を取り除き、; (b)分解炉の入口に浸透液を供給し、高温における水蒸気の存在下で、分解炉
    のコイル内で浸透液を分解させ、そして軽質オレフィンが濃縮された分解流を分
    解炉から取り除き、; (c)その分解流を急冷し、; (d)冷却された分解流を精留塔に供給し、; (e)濃縮液を精留塔に供給し、;そして、 (f)精留塔の頂部よりガス流を、精留塔の側部から燃料油成分の側油を、精留
    塔の底部より塔底油を除去する、 段階を含む該方法。
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