JP2018527507A - 統合型芳香族およびナフサブロック施設における廃熱からの発電 - Google Patents
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Abstract
Description
102 加熱流体回路
102a〜102j 第1の回路の熱交換器
103 加熱流体回路
103a〜103c 第2の回路の熱交換器
104 有機ランキンサイクル(ORC)発電システム
108 蒸発器
110 ガス膨張機
112 凝縮器
114 ポンプ
116 加熱流体タンク
118 加熱流体タンク
Claims (20)
- 発電システムであって:
前記発電システムは、
石油化学精製システムの第1の複数のサブユニットから第1の複数の熱源に熱的に結合された第1の加熱流体回路であって、前記第1の複数のサブユニットは連続接触改質(CCR)、パラキシレン分離システム、及び芳香族コンプレックス・ベンゼン抽出システムを含む、第1の加熱流体回路と;
前記石油化学精製システムの第2の複数のサブユニットから第2の複数の熱源に熱的に結合された第2の加熱流体回路であって、前記第2の複数のサブユニットは、パラキシレン分離システムを含む、第2の加熱流体回路と;
有機ランキンサイクル(ORC)を含む発電サブシステムであって、該有機ランキンサイクル(ORC)は、(i)作動流体を加熱するために前記第1及び前記第2の加熱流体回路に熱的に結合された前記作動流体と、(ii)加熱された前記作動流体から電力を発生するように構成された膨張機とを含む、発電サブシステムと;
前記第1の加熱流体回路を前記第1の複数の熱源の少なくとも一部に選択的に熱的に結合するために第1のセットの制御弁を作動させるように構成された制御システムであって、前記第2の加熱流体回路を前記第2の複数の熱源の少なくとも一部に選択的に熱的に結合するために第2のセットの制御弁を作動させるように構成された制御システムと;を備える、
発電システム。 - 請求項1に記載の発電システムであって、
前記作動流体は、前記ORCの予熱熱交換器内にて前記第1の加熱流体回路に熱的に結合されており、前記作動流体は、前記ORCの蒸発器内にて前記第2の加熱流体回路に熱的に結合されており、前記ORCの前記予熱熱交換器の出口が前記ORCの前記蒸発器に流体的に結合されている、
発電システム。 - 請求項2に記載の発電システムであって、
前記第1の加熱流体回路は、前記第1および前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された第1の加熱流体タンクを含み、該第1の加熱流体タンクは、前記ORCの前記予熱熱交換器に流体的に結合されている、
発電システム。 - 請求項1に記載の発電システムであって、
前記作動流体がイソブタンを含む、
発電システム。 - 請求項1に記載の発電システムであって、
前記第1または前記第2の加熱流体回路は、水または油を含む、
発電システム。 - 請求項1に記載の発電システムであって、
前記ORCは、さらに、
凝縮器流体源に流体的に結合され前記作動流体を冷却する凝縮器と;
前記ORCを介して前記作動流体を循環させるポンプと;
を含む、
発電システム。 - 請求項1に記載の発電システムであって、
前記第1の複数の熱源の第1のサブセットは、3個のパラキシレン分離ユニット熱源を含み、該3個のパラキシレン分離ユニット熱源は:
空気冷却器を介して貯蔵タンクに循環される原料パラキシレン流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第1のパラキシレン分離ユニット熱源と;
空気冷却器を介してパラキシレン精製還流ドラムに循環されるパラキシレン精製流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第2のパラキシレン分離ユニット熱源と;
空気冷却器を介してC9+ARO貯蔵器に循環されるC9+ARO流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第3のパラキシレン分離ユニット熱源と;を備え、
前記第1の複数の熱源の第2のサブセットは、2個のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源を含み、該2個のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源は:
分離器ドラムの前にキシレン異性化反応器出口流に流体結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第1のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源と;
脱ヘプタン化器カラム塔頂流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第2のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源と;を備え、
前記第1の複数の熱源の第3のサブセットは、少なくとも1つの芳香族コンプレックス・ベンゼン抽出ユニット熱源を含み、該芳香族コンプレックス・ベンゼン抽出ユニット熱源は、塔頂流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を備え;
前記第1の複数の熱源の第4のサブセットは、4つの連続接触分解熱源を含み、該連続接触分解熱源は:
供給流出熱交換器流の後にCCR最終段反応器出口に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第1の連続接触分解熱源と;
第1段の圧縮機出口流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第2の連続接触分解熱源と;
第2段の圧縮機出口流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第3の連続接触分解熱源と;
CCR軽質改質器スプリッタカラム塔頂流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第4の連続接触分解熱源と;を備える、
発電システム。 - 請求項7に記載の発電システムであって、
前記第2の複数の熱源の第1のサブセットは、3個のパラキシレン分離ユニット熱源を含み、該3個のパラキシレン分離ユニット熱源は:
パラキシレンユニット外部カラム塔頂流に流体的に結合され、前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第1のパラキシレン分離ユニット熱源と;
ラフィネートカラム塔頂流に流体的に結合され、前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第2のパラキシレン分離ユニット熱源と;
重質ラフィネートスプリッタカラム塔頂流に流体的に結合され、前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第3のパラキシレン分離ユニット熱源と;を備える、
発電システム。 - 石油化学精製システムにより生成された熱エネルギーを回収する方法であって:
前記方法は、
石油化学精製システムの第1の複数のサブユニットから第1の複数の熱源に熱的に結合された第1の加熱流体回路を介して第1の加熱流体を循環させるステップであって、前記第1の複数のサブユニットは、連続接触改質(CCR)、パラキシレン分離システム、及び、芳香族精製及び芳香族コンプレックス・ベンゼン抽出システムを含む、ステップと;
前記石油化学精製システムの第2の複数のサブユニットの第2の複数の熱源に熱的に結合された第2の加熱流体回路を介して第2の加熱流体を循環させるステップであって、前記第2の複数のサブユニットは、パラキシレン分離システムを含む、ステップと;
有機ランキンサイクル(ORC)を含む発電システムを介して電力を生成するステップであって、該有機ランキンサイクル(ORC)は、(i)前記第1及び第2の加熱流体によって作動流体を加熱するために前記第1及び前記第2の加熱流体回路に熱的に結合された前記作動流体と、(ii)加熱された前記作動流体から電力を発生するように構成された膨張機とを含む、ステップと;
制御システムを用いて、制御弁の第1のセットを作動させて、前記第1の加熱流体回路を前記第1の複数の熱源の少なくとも一部に選択的に熱的に結合させて、前記第1の複数の熱源によって前記第1の加熱流体を加熱する、ステップと;
前記制御システムを用いて、制御弁の第2のセットを作動させて、前記第2の加熱流体回路を前記第2の複数の熱源の少なくとも一部に選択的に熱的に結合させて、前記第2の複数の熱源によって前記第2の加熱流体を加熱する、ステップと;を備える、
方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記作動流体は、前記ORCの予熱熱交換器内にて前記第1の加熱流体回路に熱的に結合されており、前記作動流体は、前記ORCの蒸発器内にて前記第2の加熱流体回路に熱的に結合されており、前記ORCの前記予熱熱交換器の出口が前記ORCの前記蒸発器に流体的に結合されている、
方法。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記第1の加熱流体回路は、前記第1および前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された第1の加熱流体タンクを含み、前記第1の加熱流体タンクは、前記ORCの前記予熱熱交換器に流体的に結合されている、
方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記作動流体がイソブタンを含む、
方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記第1または前記第2の加熱流体回路は、水または油を含む、
方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記ORCは、さらに;
凝縮器流体源に流体的に結合され前記作動流体を冷却する凝縮器と;
前記ORCを介して前記作動流体を循環させるポンプと;を含む、
方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記第1の複数の熱源の第1のサブセットは、3個のパラキシレン分離ユニット熱源を含み、該3個のパラキシレン分離ユニット熱源は:
空気冷却器を介して貯蔵タンクに循環される原料パラキシレン流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第1のパラキシレン分離ユニット熱源と;
空気冷却器を介してパラキシレン精製還流ドラムに循環されるパラキシレン精製流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第2のパラキシレン分離ユニット熱源と;
空気冷却器を介してC9+ARO貯蔵器に循環されるC9+ARO流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第3のパラキシレン分離ユニット熱源と;を備え、
前記第1の複数の熱源の第2のサブセットは、2個のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源を含み、該2個のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源は:
分離器ドラムの前にキシレン異性化反応器出口流に流体結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第1のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源と;
脱ヘプタン化器カラム塔頂流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第2のパラキシレン分離−キシレン異性化反応及び分離ユニット熱源と;を備え、
前記第1の複数の熱源の第3のサブセットは、少なくとも1つの芳香族コンプレックスベンゼン抽出ユニット熱源を含み、該芳香族コンプレックスベンゼン抽出ユニット熱源は、塔頂流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器;を備え、
前記第1の複数の熱源の第4のサブセットは、4個の連続接触分解熱源を含み、該連続接触分解熱源は:
供給流出熱交換器の流れの後にCCRの最終段の反応器出口に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第1の連続接触分解熱源と;
第1段の圧縮機出口流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第2の連続接触分解熱源と;
第2段の圧縮機出口流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第3の連続接触分解熱源と;
CCR軽質改質器スプリッタカラム塔頂流に流体的に結合され、前記第1の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む第4の連続接触分解熱源と;を備える、
方法。 - 請求項15に記載の方法であって、
前記第2の複数の熱源の第1のサブセットは、3個のパラキシレン分離ユニット熱源を含み、該3個のパラキシレン分離ユニット熱源は:
パラキシレンユニット抽出カラム塔頂流に流体的に結合され、前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第1のパラキシレン分離ユニット熱源と;
ラフィネートカラム塔頂流に流体的に結合され、前記第2の加熱流体回路に流体的に結合されたた熱交換器を含む、第2のパラキシレン分離ユニット熱源と;
重質ラフィネートスプリッタカラム塔頂流に流体的に結合され、前記第2の加熱流体回路に流体的に結合された熱交換器を含む、第3のパラキシレン分離ユニット熱源と;を備える、
方法。 - 石油化学精製システムによって生成された熱エネルギーを回収する方法であって、前記方法は:
地理的レイアウトにおいて、石油化学精製システムの第1の複数のサブユニットから第1の複数の熱源に熱的に結合された第1の加熱流体回路を特定するステップであって、前記第1の複数のサブユニットは、連続接触改質(CCR)、パラキシレン分離システム、及び芳香族精製、芳香族コンプレックス・ベンゼン抽出システムを含む、ステップと;
前記地理的レイアウトにおいて、前記石油化学精製システムの第2の複数のサブユニットの第2の複数の熱源に熱的に結合された第2の加熱流体回路を介して第2の加熱流体を特定するステップであって、前記第2の複数のサブユニットは、パラキシレン分離ユニットシステムを含む、ステップと;
前記地理的レイアウトにおいて、発電システムを特定するステップであって、該発電システムは:
有機ランキンサイクル(ORC)であって、(i)前記第1及び第2の加熱流体によって作動流体を加熱するために前記第及び前記第2の加熱流体回路に熱的に結合された前記作動流体と、(ii)加熱された前記作動流体から電力を発生するように構成された膨張機とを含む、有機ランキンサイクル(ORC)と;
制御システムであって、制御弁の第1のセットを作動させて、前記第1の加熱流体回路を前記第1の複数の熱源の少なくとも一部に選択的に熱的に結合させるように構成され、制御弁の第2のセットを作動させて、前記第2の加熱流体回路を前記第2の複数の熱源の少なくとも一部に選択的に熱的に結合させるように構成された制御システムと;を備え、
更に、
前記地理的レイアウトにおいて、前記発電システムを配置するために発電システム位置を特定するステップであって、前記発電システム位置における熱エネルギー回収効率は、前記地理的レイアウトにおける他の位置における熱エネルギー回収効率よりも大きい、ステップと;を備える、
方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記複数のサブユニットを前記複数のサブユニット位置に配置することにより前記地理的レイアウトに従って前記石油化学精製システムを構築するステップと;
前記発電システムを前記発電システム位置に配置するステップと;
前記複数のサブユニットを相互接続するステップであって、該相互接続された複数のサブユニットが石油化学物質を精製するように構成されている、ステップと;
前記発電システムを前記第1のサブセット内の前記サブユニットに相互接続するステップであって、該発電システムが前記第1のサブセット内の前記サブユニットから熱エネルギーを回収し、前記回収された熱エネルギーを前記発電システムに提供するように構成され、該発電システムは回収された熱エネルギーを用いて発電するように構成された、ステップと;を備える、
方法。 - 請求項17に記載の方法であって、さらに:
前記石油化学精製システムを作動させて石油化学物質を精製するステップと;
前記発電システムを作動させて、
前記第1及び前記第2の加熱流体回路を介して前記第1のサブセット内の前記サブユニットから熱エネルギーを回収し、
前記回収された熱エネルギーを前記発電システムに供給し、
前記回収された熱エネルギーを用いて発電する、ステップと;を備える、
方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記発電システムを運転して約37MWの電力を生成するステップを、更に、備える、
方法。
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