JP2022538981A - オレフィンを生成するための化学処理システムの統合中にアセチレン水素化単位を操作するための方法 - Google Patents

Abstract

流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）システムからの流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）流出物を統合する蒸気分解システムのアセチレン水素化単位を操作するための方法は、蒸気分解システムからの分解されたガスを、少なくともアセチレン、ＣＯ、および水素を含む、少なくとも水素化供給原料に分離することと、ＦＣＤｈ流出物を分離システムに導入すること、ＦＣＤｈ流出物を分離システムの上流の分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方と、を含み得る。方法は、水素化供給原料中のアセチレンの水素化を含み得る。ＦＣＤｈ流出物に起因する水素化供給原料中の上昇したＣＯ濃度は、アセチレン水素化の反応速度を低減させ得る。アセチレン水素化単位は、水素化流出物中のアセチレンの濃度が閾値アセチレン濃度未満であるように、ＦＣＤｈ流出物の一部分が統合されていないときに、通常の操作温度に対して高温で操作され得る。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／８６５，５８３号に対する優先権を主張するものであり、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、オレフィンを生成するための化学処理システムおよびその操作に関し、より詳細には、統合オレフィン生成プロセスにおけるアセチレン水素化単位を操作するための方法に関する。

背景技術
軽質オレフィンは、多くの種類の商品および材料を製造するためのベース材料として利用することができる。例えば、エチレンは、ポリエチレン、塩化エチレン、またはエチレンオキシドを製造するために利用することができる。このような生成物は、製品の包装、建設、繊維等に利用できる。したがって、エチレン、プロピレン、およびブテン等の軽質オレフィンに対する業界の需要がある。

軽質オレフィンは、石油化学製品企業からの天然ガスコンデンセートまたは生成物ストリーム等の所与の化学供給ストリームに応じて、異なる反応プロセスによって生成することができる。例えば、炭化水素分解（例えば、蒸気分解）、接触脱水素、メタノール－オレフィンプロセス、脱水プロセス、または他のプロセスを使用して、炭化水素ストリームからオレフィンを生成することができる。しかし、軽質オレフィンを製造するための炭化水素分解および他のプロセスは、下流プロセスおよび触媒に対して阻害物質となり得るアセチレン化合物およびアレン化合物等の副生成物および不純物を生成する可能性がある。さらに、高濃度のアセチレンの存在は、これらの化合物の反応性のために、下流のプロセスにおける安全上の懸念を示す場合がある。アセチレンおよび他の不純物ならびに副生成物は、炭化水素分解単位の下流にある選択的な水素化プロセスにおける水素化によって、オレフィン含有炭化水素分解流出物から除去することができる。炭化水素分解流出物中のアセチレン化合物の選択的水素化により、エチレンおよびプロピレン等の追加の生成物オレフィンを回収することもできる。

いくつかのオレフィン生成プロセスでは、例えば、エチレンおよびプロピレン等の軽質オレフィンは、蒸気分解、流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）、メタノール－油プロセス、水和プロセス等の１つ以上のオレフィン生成プロセス、または他のオレフィン生成プロセスの組み合わせによって生成することができる。これらのプロセスからの流出物の組成が類似しているため、これらの別個のオレフィン生成プロセスの２つ以上を統合して、流出物ストリームを精製および分離するように操作可能な単一の流出物処理システムを使用することができる。例えば、蒸気分解システムとＦＣＤｈシステムとを統合することができ、その結果、蒸気分解システムからの分解されたガスとＦＣＤｈシステムからのＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部とを組み合わせて、蒸気分解システムおよびＦＣＤｈシステムの下流にある共通の流出物処理システムで処理することができる。流出物処理システムは、生成物ストリーム分離し、これらの生成物ストリームから不要な汚染物質および反応副生成物を除去するための分離および精製システムを含み得る。流出物処理システムは、少なくとも蒸気分解単位内で生成されたアセチレンを水素化するように操作可能であり得るアセチレン水素化単位を含み得る。

アセチレン水素化単位の操作は、アセチレン水素化単位への供給原料中の一酸化炭素（ＣＯ）の濃度に敏感であり得る。あらゆる特定の理論によって束縛されることを意図するものではなく、ＣＯは、アセチレン水素化単位内の水素化触媒と相互作用して、アセチレンを水素化するための水素化触媒の活性を減少させると考えられる。アセチレン水素化単位への供給原料中のＣＯ濃度を増加させることは、アセチレン水素化単位内のアセチレンの転化率を低減させ得、これは、下流プロセスへのアセチレンの貫流を結果的にもたらし得る。アセチレンの貫流は、生成物ストリームがオレフィンユーザからの純度仕様を満たさなくなることを結果的にもたらし得、より高濃度のアセチレンは、これらの下流プロセスにおける触媒の汚染を引き起こし、これらのプロセスの効率が低減させ得る。

いくつかの場合、第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物中のＣＯ濃度は、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物中のＣＯ濃度よりも高くなり得る。例えば、ＦＣＤｈプロセスからのＦＣＤｈ流出物は、概して、蒸気分解システムによって生成された分解されたガス中のＣＯの濃度よりも高いＣＯの濃度を有し得る。したがって、ＦＣＤｈ流出物等の第２のプロセス流出物の一部分を共有流出物処理システム内に導入することは、アセチレン水素化単位への供給原料中のＣＯ濃度とともに、アセチレン水素化単位への供給原料の総ガス流量を顕著に増加させ得る。ＣＯ濃度の急激な増加は、アセチレンの転化率の急速な低下を結果的にもたらし得、これは、第２のプロセス流出物を導入した後、水素化流出物中の増加したアセチレン濃度を引き起こし得る。水素化供給原料中のＣＯ濃度の増加は、第２のプロセス流出物の一部分を導入した後に水素化供給原料の温度を上昇させることによって補償され得る。しかしながら、第２のプロセス流出物の一部分を導入した後の一定期間の間、水素化流出物中に高い可能性の増加したアセチレン濃度が残り、仕様外の生成物ストリームにつながり得る。

アセチレン水素化単位を操作するために本明細書に開示される方法は、流出物処理システムにおいて、ＦＣＤｈ流出物等のより高いＣＯ濃度を有する第２のプロセス流出物を第１のプロセス流出物と統合するときに、アセチレンの貫流および仕様外生成物ストリームの可能性を低減させ得る。特に、本明細書に開示される方法は、第２のプロセス流出物を流出物処理システムに導入する前に、アセチレン水素化単位の第１の水素化反応器内のアセチレンの転化率を、閾値アセチレン転化率を上回って増加させることを含む。閾値アセチレン転化率は、通常の操作条件下におけるアセチレンの転化率よりも十分に大きい可能性があるため、第２のプロセス流出物が流出物処理システムに導入されたとき、第２のプロセス流出物がもたらしたＣＯの増加によって引き起こされたアセチレン転化率の減少は、閾値アセチレン濃度を超える水素化流出物中のアセチレン濃度を結果的にもたらさない。本明細書に開示されるアセチレン水素化単位を操作する方法は、共有流出物処理システムにおいて第２のプロセス流出物を分解されたガスと統合するときに、アセチレンの貫流および仕様外生成物ストリームを低減または防止し得る。

本明細書に説明される一実施形態によると、オレフィンを生成するための統合システムのアセチレン水素化単位を操作するための方法は、分離システムにおいて、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物を少なくとも水素化供給原料とアセチレン枯渇ストリームとに分離することを含み得る。水素化供給原料は、少なくともアセチレン、一酸化炭素、および水素を含み得る。方法は、第２のプロセス流出物の少なくとも一部分を第２のオレフィン生成プロセスから分離システムに導入すること、または第２のプロセス流出物の少なくとも一部分を分離システムの上流の第１のプロセス流出物と組み合わせることの一方または両方を含み得る。第２のプロセス流出物の一部分を分離システムに導入すること、第２のプロセス流出物の一部分を第１のプロセス流出物と組み合わせること、またはそれらの両方が、水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度を増加させ得る。方法は、アセチレン水素化単位において、水素化供給原料をアセチレン水素化触媒と接触させることをさらに含み得、接触させることが、水素化供給原料中のアセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物を生成する。水素化供給原料中の高濃度の一酸化炭素は、温度に依存せず、アセチレンの水素化の反応速度を低減させ得る。水素化供給原料中の高濃度の一酸化炭素は、第２のプロセス流出物の一部分に起因し得、アセチレン水素化単位は、水素化流出物中のアセチレンの濃度が閾値アセチレン濃度未満であるように、第２の流出物の一部分が分離システムに導入されるか、第１のプロセス流出物と組み合わせられるか、またはそれらの両方のときに、通常の操作温度に対して高温で操作され得る。

いくつかの実施形態では、水素化流出物中のアセチレンの濃度が、第２のプロセス流出物の一部分を分離システムに導入する間か、第２のプロセス流出物の一部分を第１のプロセス流出物と組み合わせる間か、またはそれらの両方で、閾値アセチレン濃度を上回って増加しない場合がある。いくつかの実施形態では、閾値アセチレン濃度が、２．０ｐｐｍｖ以下、または１．０ｐｐｍｖ以下であり得る。いくつかの実施形態では、アセチレン水素化単位が、少なくとも第１の水素化反応器、および第１の水素化反応器の下流にある第２の水素化反応器を含み得、アセチレン水素化単位の高温が、第２のプロセス流出物の一部分を統合する直前に、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率を、閾値アセチレン転化率を超えるまで増加させるために十分であり得、閾値アセチレン転化率が、第２のプロセス流出物の一部分の統合前に、第１の水素化反応器内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、水素化流出物中のアセチレン濃度が、第２のプロセス流出物の一部分を統合した後に、閾値アセチレン濃度以下に維持される。

いくつかの実施形態では、分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔であり得、第１の水素化反応器内の閾値アセチレン転化率が、１／１２以下の流量比で０．９５以上であり得、流量比が、第２のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量を、第１のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の別の部分の質量流量で除算したものである。いくつかの実施形態では、分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔であり、流量比が、１／１２～１／２であり、流量比が、第２のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量を、第１のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の別の部分の質量流量で除算したものであり、第１の水素化反応器内の閾値アセチレン転化率が、ｍｉｎ［（－０．０００２４×Ｃ_ＣＯ＋０．５×Ｒ＋０．９４２），０．９９］から計算された値以上であり、式中、Ｃ_ＣＯが、水素化供給原料の体積百万分率における分解されたガスがもたらした水素化供給原料中の一酸化炭素濃度であり、Ｒが、流量比である。

いくつかの実施形態では、分離システムが、フロントエンド脱エタン塔であり得、第１の水素化反応器内の閾値アセチレン転化率が、流量比１／２以下で０．９９以上であり得、流量比が、第２のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量を、第１のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の別の部分の質量流量で除算したものである。

いくつかの実施形態では、方法は、第２のプロセス流出物の第１の部分を分離システムに導入すること、第２のプロセス流出物の第１の部分を分離システムの上流の第１のプロセス流出物と組み合わせること、またはそれらの両方をさらに含み得る。第２のプロセス流出物の第１の部分を分離システムに導入すること、第２のプロセス流出物の第１の部分を第１のプロセス流出物と組み合わせること、またはそれらの両方が、水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度を増加させ得、アセチレン水素化単位内のアセチレンの転化率を低減させ得る。方法は、第２のプロセス流出物の残りの部分を第２のオレフィン生成プロセスに戻して再循環させることと、アセチレン水素化単位の温度を上昇させて、アセチレン水素化単位内のアセチレンの転化率を増加させることと、第２のプロセス流出物の少なくとも第２の部分を分離システムに送ること、第２のプロセス流出物の少なくとも第２の部分を、第１のプロセス流出物および分離システムの上流の第２のプロセス流出物の第１の部分と組み合わせること、またはそれらの両方と、をさらに含み得る。第２のプロセス流出物の少なくとも第２の部分を統合することが、水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度をさらに増加させ得、アセチレン水素化単位内のアセチレンの転化率を低減させ得る。いくつかの実施形態では、第２のプロセス流出物の第１の部分がもたらした炭化水素供給原料の一部分の質量流量が、第１のプロセス流出物がもたらした水素化供給原料の別の部分の質量流量の０％超、かつ１２％以下であり得る。

いくつかの実施形態では、第２のプロセス流出物の少なくとも一部分を導入する前に、第１のプロセス流出物の一酸化炭素濃度を増加させることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第２のプロセス流出物の一部分を導入した後、第１のプロセス流出物中の一酸化炭素の濃度を減少させることをさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、アセチレン水素化単位が、第２の水素化反応器の下流の第３の水素化反応器を含み得る。いくつかの実施形態では、水素化供給原料が、少なくとも１つの生成物を含み得、少なくとも１つの生成物が、エチレン、プロピレン、メタン、エタン、プロパン、またはこれらの組み合わせのうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、第１のプロセス流出物が、蒸気分解システムからの分解されたガスであり、第２のプロセス流出物が、流動接触分解（ＦＣＤｈ）システムからの流動接触分解流出物である。

本開示の別の態様によると、流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）システムからの流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）流出物を統合する蒸気分解システムのアセチレン水素化単位を操作するための方法は、蒸気分解単位内の第１の炭化水素供給原料の少なくとも一部分を分解して、分解されたガスを生成することと、分解されたガスを、分離システムにおいて、少なくとも水素化供給原料とアセチレン枯渇ストリームとに分離することと、を含み得る。水素化供給原料は、少なくともアセチレン、一酸化炭素、水素、および少なくとも１つの生成物を含み得る。方法は、少なくとも第１の水素化反応器および第２の水素化反応器を含むアセチレン水素化単位において、水素化供給原料をアセチレン水素化触媒と接触させることをさらに含み得、接触させることが、水素化供給原料中のアセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物を生成する。方法は、第１の水素化反応器内のアセチレンの転化率が、閾値アセチレン転化率以上であるように、アセチレン水素化単位の温度を上昇させることをさらに含み得、閾値アセチレン転化率が、ＦＣＤｈ流出物の一部分の統合前に、第１の水素化反応器内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、水素化流出物中のアセチレン濃度が、ＦＣＤｈ流出物の一部分を統合した後に、閾値アセチレン濃度以下に維持される。方法は、ＦＣＤｈシステム内の第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部分を脱水素化して、ＦＣＤｈ流出物を生成することをさらに含み得、ＦＣＤｈ流出物が、分解されたガス中の一酸化炭素の濃度よりも高い一酸化炭素の濃度を有する。方法は、ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を分離システムに導入すること、ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を分離システムの上流の分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方をさらに含み得る。ＦＣＤｈ流出物の一部分を分離システムに導入すること、ＦＣＤｈ流出物の一部分を分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方が、水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度を増加させ得る。ＦＣＤｈの一部分に起因する水素化供給原料中の高濃度の一酸化炭素が、温度に依存せず、アセチレンの水素化の反応速度を低減させ得、ＦＣＤｈ流出物の一部分が分離システムに導入されていないとき、分解されたガスと組み合わせられていないとき、またはそれらの両方のときの通常の操作温度に対して高温のアセチレン水素化単位が、水素化流出物中のアセチレンの濃度を閾値アセチレン濃度以下に維持し得る。

本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと最も良く理解することができ、これらの図面では、同様の構造体が同様の参照番号で示される。
本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、蒸気分解システムおよび共有流出物処理システムと統合されたＦＣＤｈシステムを含む、オレフィンを製造するための統合プロセスを概略的に示す。 本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、図１の統合プロセスの蒸気分解システムを概略的に示す。 本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、図１の統合プロセスのＦＣＤｈシステムを概略的に示す。 本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、図１の統合プロセスの流出物処理システムの一部分を概略的に示す。 本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、アセチレン水素化単位に送られた水素化供給原料の温度（ｘ軸）の関数としてアセチレン水素化単位のアセチレン濃度（ｙ軸左）およびエチレン選択性（ｙ軸右）をグラフ化したものである。 本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、蒸気分解単位（ｘ軸）がもたらした水素化供給原料中の初期ＣＯレベルの関数として、分解されたガスとのＦＣＤｈの統合前の第１の水素化反応器内の最小のアセチレン転化率（ｙ軸）をグラフ化したものであり、最小のアセチレン転化率は、ＦＣＤｈ流出物の統合前のアセチレン転化率であり、ＦＣＤｈ流出物の統合後にアセチレンの８５％の転化率を結果的にもたらす。 本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、蒸気分解単位（ｘ軸）がもたらした水素化供給原料中の初期ＣＯレベルの関数として、分解されたガスとのＦＣＤｈの統合前の第１の水素化反応器内の最小のアセチレン転化率（ｙ軸）をグラフ化したものであり、最小のアセチレン転化率は、ＦＣＤｈ流出物の統合前のアセチレン転化率であり、ＦＣＤｈ流出物の統合後にアセチレンの９６．５％の転化率を結果的にもたらす。

図面は本質的に概略的であり、限定なしに、センサー、温度伝送器、圧力伝送器、流量計、ポンプ、バルブ、熱交換器、内部反応器構造等の当技術分野で一般的に使用される反応器システムのいくつかの構成要素を含まない場合があることを理解されたい。これらの構成要素は、開示された本実施形態の趣旨および範囲の内にあることが知られているであろう。しかし、本開示に記載されているもの等の操作的構成要素は、本開示に記載されている実施形態に追加することができる。

ここで、様々な実施形態をより詳細に参照し、そのいくつかの実施形態が添付の図面に例示される。可能な場合はいつでも、同じまたは類似の部分を参照するために、図面全体で同じ参照番号が使用されるであろう。

本開示の１つ以上の実施形態は、オレフィンを生成するための統合プロセスにおいてアセチレン水素化単位を操作するための方法を対象とする。特に、本開示の１つ以上の実施形態は、流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）システムからの流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）流出物を統合する蒸気分解システムのアセチレン水素化単位を操作するための方法を対象とする。方法は、蒸気分解単位内で第１の炭化水素供給原料の少なくとも一部分を分解して、分解されたガスを生成することと、分離システムにおいて、分解されたガスを少なくとも水素化供給原料とアセチレン枯渇ストリームとに分離することと、を含み得る。水素化供給原料は、少なくともアセチレン、一酸化炭素（ＣＯ）、および水素を含み得る。水素化供給原料はまた、少なくとも１つの生成物を含み得る。方法は、第１の水素化反応器および第２の水素化反応器を含むアセチレン水素化単位において、水素化供給原料をアセチレン水素化触媒と接触させることをさらに含み得、接触させることが、水素化供給原料中のアセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物を生成する。方法は、第１の水素化反応器内のアセチレンの転化率が、閾値アセチレン転化率以上であるように、水素化供給原料の温度を上昇させることをさらに含み得、閾値アセチレン転化率が、ＦＣＤｈ流出物の一部分の統合前に、第１の水素化反応器内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、水素化流出物中のアセチレン濃度が、ＦＣＤｈ流出物の一部分を統合した後に、閾値アセチレン濃度以下に維持される。

方法は、ＦＣＤｈシステム内の第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部分を脱水素化して、ＦＣＤｈ流出物を生成することを含み得、ＦＣＤｈ流出物が、分解されたガス中のＣＯの濃度よりも高いＣＯの濃度を有する。方法は、ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を分離システムに導入すること、ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を分離システムの上流の分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方をさらに含み得、ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を分離システムに導入すること、ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方が、水素化供給原料中のＣＯの濃度を増加させる。ＦＣＤｈ流出物の一部分に起因する水素化供給原料中の高濃度のＣＯは、温度に依存せず、アセチレンの水素化の反応速度を低減させ得る。ＦＣＤｈ流出物の一部分が分離システムに導入されていないとき、分解されたガスと組み合わせられていないとき、またはそれらの両方のときの通常の操作温度に対して高温のアセチレン水素化単位が、水素化流出物中のアセチレンの濃度を閾値アセチレン濃度以下に維持する。本開示の方法は、水素化流出物中のアセチレンの濃度を生成物の仕様によって要求される濃度を上回って増加させずに、ＦＣＤｈが、分離システムおよびアセチレン水素化単位における処理のために、分解されたガスと統合されることを可能にし得る。したがって、本明細書に開示される方法は、触媒の汚染、プロセスの中断、および／または下流の重合プロセスに対する仕様外生成物ストリームにつながり得る、仕様外オレフィン生成物を低減または防止し得る。

本明細書では、ＦＣＤｈと組み合わせた蒸気分解を含むオレフィンを生成し、アセチレン水素化単位を有する単一の共有流出物処理システムを利用するための統合プロセスの一例が説明される。統合プロセスは、現在開示されているアセチレン水素化単位を操作する方法の背景を提供するために利用され、これは、下流プロセスへのアセチレンの貫流を低減または防止することができる。図１～図４の概略図は、単なる例示的なシステムであり、オレフィンを生成するのに好適な他のシステムが本明細書で企図されており、本明細書に記載される概念は、このような代替システムで利用することができることを理解されたい。例えば、本明細書に記載される概念は、非流動状態下で操作されるもの、またはライザーではなくダウナーであるもの等、代替の反応器単位および再生単位を備えた他のシステムに等しく適用することができる。加えて、反応器システムで化学ストリームを処理するための現在記載されている方法およびプロセスは、オレフィンを生成するための他のプロセス（例えば、異なる供給原料を利用する）が企図されているので、図１に関して説明されている反応器システム等、流動接触脱水素と統合された蒸気分解によって軽質オレフィンまたはアルキル芳香族を生成するように設計された反応器システムの実施形態のみに限定されるべきではない。また、限定するものではないが、メタノール－オレフィンへプロセスおよび水和プロセス等、オレフィンを生成するための他のプロセスは、適所に、または蒸気分解単位またはＦＣＤｈシステムの一方または両方に加えて統合システムに含むことができる。

ここで、化学ストリームを処理するための反応器システムおよび方法が、図１を参照してさらに詳細に論じられる。処理される化学ストリームは、供給ストリームまたは単に供給原料と呼ばれることがあり、これは、反応、分離、または他のプロセスによって処理されて、生成物ストリーム、反応器流出物、または単に流出物を形成する。供給原料は組成物を含むことができ、供給組成物に応じて、適切な触媒を利用して、供給原料の内容物を、軽質オレフィンまたは他の化学生成物を含むことができる流出物に変換することができる。

本明細書で使用される場合、用語「水素化供給原料」は、分離システムに導入された分解されたガスからのアセチレンの少なくとも９５質量％を含む、分離システムからアセチレン水素化単位を通過した流出物を指す。

本明細書で使用するとき、「アセチレン枯渇ストリーム」という用語は、水素化供給原料とは異なり、また、分離システムに送られた分解されたガスからのアセチレンの５質量％未満を含む、分離システムからの別の流出物ストリームを指す。

本明細書で使用するとき、「上流」および「下流」という用語は、統合プロセスを通る材料の流れの方向に関連している。例えば、１つまたは複数の材料のストリームが第１の単位操作から第２の単位操作に流れる場合、第１の単位操作は第２の単位操作の上流である。１つまたは複数の材料のストリームが第２の単位操作から第１の単位操作に流れる場合、第１の単位操作は第２の単位操作の下流である。

本明細書で使用するとき、「選択性」という用語は、反応器流出物中のすべての生成物のモル数に対する所望の生成物のモル数の比率を指すことができる。例えば、アセチレン水素化単位のエチレン選択性は、水素化流出物中にさらに生成されたエチレンのモル数を、水素化反応中に生成されたすべての生成物の総モル数で割った比率であり得る。例えば、すべてのアセチレンがエチレンに変換される場合、選択性は１００％である。すべてのアセチレンがエタンに変換される場合、選択性は０（ゼロ）である。そして、すべてのアセチレンだけでなく、流入するエチレンの一部もエタンに変換される場合、選択性は負となる。

本明細書で使用される場合、用語「貫流」は、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、または他の化合物等であるがこれだけに限定されない特定の反応物が、ある処理単位から別の下流の処理単位に、オレフィンのユーザによって指定された閾値、例えば体積当たりの１００万分の２部（ｐｐｍｖ）より多い量で通過することを指す。一例では、特定の反応物が反応システムにおいて実質的に不完全な変換を経て、その結果、反応システムから排出される流出物が、オレフィンのユーザおよび場所に応じて、体積当たりの１００万分の２部（ｐｐｍｖ）を超えるまたは１ｐｐｍｖを超える特定の反応物の濃度を有する場合、貫流が起こる可能性がある。

本明細書で使用するとき、「閾値アセチレン濃度」という用語は、アセチレン濃度が、オレフィンユーザが提供する生成物純度の仕様内であるとみなされる、および／または下流プロセスで触媒の汚染もしくは他の中断を引き起こさない濃度もしくはその濃度未満の、アセチレン水素化単位からの水素化流出物中のアセチレン濃度を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「熱暴走」という用語は、プロセスの温度の漸進的な上昇により、熱を生成または発生させる方法で操作条件が変化し、それによってさらに温度が上昇するプロセスの条件を指すことができる。

図１を参照すると、オレフィンを生成するための統合プロセス１０が概略的に示されている。統合プロセス１０は、蒸気分解システム２０、流動接触分解（ＦＣＤｈ）システム３０、および蒸気分解システム２０およびＦＣＤｈシステム３０からの生成物流出物を処理するように操作可能であり得る流出物処理システム３８を含むことができる。蒸気分解システム２０は、第１の炭化水素供給原料２２の少なくとも一部分を変換して、少なくとも水素、一酸化炭素（ＣＯ）、アセチレン、および少なくとも１つの蒸気分解機生成物を含む分解されたガス２８を生成するように操作可能であり得る。ＦＣＤｈシステム３０は、第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部分を変換して、少なくとも水素、ＣＯ、および少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を含むＦＣＤｈ流出物３４を生成するように操作可能であり得る。分解されたガス２８、または分解されたガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部は、流出物処理システム３８に送ることができ、流出物処理システム３８は、分解されたガス２８および／またはＦＣＤｈ流出物３４を処理して、１つ以上の生成物ストリーム（図示せず）を生成するように操作可能であり得る。流出物処理システム３８は、少なくとも分離システム４０、分離システム４０の下流にあるアセチレン水素化単位５０、および分離システム４０とアセチレン水素化単位５０との間に配設された熱交換器６０を含むことができる。流出物処理システム３８は、アセチレン水素化単位５０の下流に配置された追加の分離および／または精製プロセス（図示せず）を含むことができる。

図２を参照すると、蒸気分解システム２０の一実施形態が概略的に示されている。蒸気分解システム２０は、蒸気分解単位１１０、油焼入単位１２０、水焼入単位１３０、圧縮機システム１４０のうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、蒸気分解システム２０はまた、酸性ガス除去単位（図示せず）を含むことができる。第１の炭化水素供給原料２２は、第１の炭化水素供給原料２２の１つ以上の炭化水素成分を分解して１つ以上のオレフィンを生成するために、蒸気分解単位１１０に導入することができる。第１の炭化水素供給原料２２は、石油化学プロセスもしくは粗製油の精製工程からの生成物ストリーム、シェールガス、または他の炭化水素源等の、任意の炭化水素ストリームであってもよい。いくつかの実施形態では、第１の炭化水素供給原料２２は、蒸気分解単位１１０の前に、またはその中で組み合わせた複数の異なる炭化水素ストリームを含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の炭化水素供給原料２２は、エタン、プロパン、ブタン、ナフサ、他の軽質炭化水素、またはこれらの組み合わせを含む供給原料等の軽質炭化水素供給原料であってもよい。

蒸気分解単位１１０は、第１の炭化水素供給原料２２を受容し、第１の炭化水素供給原料２２の１つ以上の成分を分解して、分解機流出物１１２を生成するように操作可能であり得る。蒸気分解単位１１０は、第１の炭化水素供給原料２２を５００℃～８５０℃の温度で蒸気と接触させて分解機流出物１１２を生成するように操作可能であり得る。また、硫黄含有組成物２４、メタノール含有ストリーム２６、またはそれらの両方は、炭化水素分解単位１１０に導入されてもよい。硫黄含有組成物２４、メタノール含有ストリーム２６、またはそれらの両方は、蒸気分解単位１１０に直接導入されてもよく、または蒸気分解単位１１０の上流にある第１の炭化水素供給原料２２と組み合わせてもよい。硫黄含有組成物２４は、ジメチルジスルフィド（ＤＭＤＳ）、ジメチルスルフィド（ＤＭＳ）、ジエチルジスルフィド（ＤＥＳ）、メチルメルカプタン（ＭＭ）、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない１つ以上の硫黄含有化合物を含むことができる。硫黄含有組成物２４からの硫黄含有化合物は、蒸気分解単位１１０の蒸気分解炉内の加熱コイルを不動態化して、蒸気分解単位１１０内のコークスの形成を管理することができる。硫黄含有化合物を増加または減少させることにより、蒸気分解単位１１０で発生したＣＯ量が変化し、それにより、分解機流出物１１２中のＣＯ濃度（例えば、ＣＯ量）が変化する可能性がある。

第１の炭化水素供給原料２２中に存在するエタン、プロパン、ナフサ、および他の炭化水素は、エチレン、プロピレン、ブテン、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない少なくとも１つ以上の軽質オレフィンを生成するために蒸気分解単位１１０で蒸気分解することができる。蒸気分解単位１１０は、第１の炭化水素供給原料２２中の炭化水素からエチレンおよびプロピレン等の１つ以上の軽質オレフィンを生成するのに十分な条件下（すなわち、温度、圧力、滞留時間等）で操作することができる。いくつかの実施形態では、蒸気分解単位１１０は、５００℃～８５０℃、５００℃～８１０℃、５５０℃～８５０℃、５５０℃～８１０℃、６００℃～８５０℃、または６００℃～８１０℃の温度で操作することができる。蒸気分解単位１１０の温度は、蒸気分解単位１１０に導入される第１の炭化水素供給原料２２の組成に依存する可能性がある。炭化水素分解プロセスの他の好適な操作条件は、当技術分野で周知である。

分解機流出物１１２は、エチレン、プロピレン、ブテン（例えば、１－ブテン、トランス－２－ブテン、シス－２－ブテン、イソブテン）、エタン、プロパン、他の軽質炭化水素、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない１つ以上の分解反応生成物を含むことができる。分解機流出物１１２はまた、水素、ＣＯ、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、メタン、蒸気分解単位１１０で生成される他の化合物、第１の炭化水素供給原料２２の未反応成分、またはこれらの組み合わせを含むことができる。例えば、蒸気分解単位１１０における分解反応では、水素およびＣＯ等の副生成物、ならびにアセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン等の副反応生成物、他の副反応生成物、またはこれらの組み合わせを生成することができる。加えて、第１の炭化水素供給原料２２の未反応炭化水素および／または他の成分は、反応を受けずに蒸気分解単位１１０を通過することができ、その結果、分解機流出物１１２は、第１の炭化水素供給原料２２のこれらの未反応成分を含む。酸およびアルコールガスもまた、蒸気分解単位１１０で生成することができる。

さらに図２を参照すると、分解機流出物１１２は、蒸気分解単位１１０から、蒸気分解単位１１０の下流にある油焼入単位１２０に送ることができる。油焼入単位１２０は、炭化水素焼入液体１２２で分解機流出物１１２を焼入して、分解機流出物１１２の温度を低下させ、重質炭化水素成分を除去して、油焼入流出物１２６を生成するように操作可能であり得る。油焼入流出物１２６は、油焼入単位１２０から油焼入単位１２０の下流にある水焼入単位１３０に送ることができる。水焼入単位１３０は、液体水で分解機流出物１１２を焼入して、油焼入流出物１２６の温度をさらに低下させ、蒸気を除去して分解されたガス２８を生成するように操作可能であり得る。水焼入単位１３０は、油焼入単位１２０の下流にあるものとして図２に示されるが、水焼入単位１３０は、代替的に、油焼入単位１２０の上流に位置付けられ得ることが理解される。蒸気分解システム２０は、任意選択で、分解されたガス２８から酸性ガスを除去するための酸性ガス除去システム（図示せず）を含むことができる。代替的に、いくつかの実施形態では、酸性ガス除去システムは、流出物処理システム３８に組み込まれてもよい（図１）。分解されたガス２８は、流出物処理システム３８の上流にある分解されたガス２８の体積を減少させるように操作可能な圧縮システム１４０に送ることができる。

ここで図３を参照すると、ＦＣＤｈシステム３０は、第２の炭化水素供給原料３２を受容し、第２の炭化水素供給原料３２を脱水素触媒と接触させてＦＣＤｈ流出物３４を生成するように操作可能であり得る。ＦＣＤｈシステム３０への第２の炭化水素供給原料３２は、プロパン、ｎ－ブタン、イソブタン、エタン、またはエチルベンゼンのうちの少なくとも１つを含むことができる。第２の炭化水素供給原料３２は、炭化水素処理施設からの１つ以上の炭化水素ストリームを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の炭化水素供給原料３２は、流出物処理システム３８から回収され、ＦＣＤｈシステム３０に戻して再循環されるプロパンまたはエタンストリームを含むことができる。ＦＣＤｈシステム３０では、第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部は、脱水素触媒の存在下での脱水素化によって軽質オレフィンまたは他の生成物に変換することができる。脱水素触媒は、炭化水素を脱水素化してオレフィンを生成するための当技術分野で知られている任意の触媒であり得る。ＦＣＤｈ流出物３４は、少なくともＣＯ、水素、および少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を含むことができる。少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物は、エチレン、プロピレンのうちの１つ以上、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

図３を参照すると、例示的なＦＣＤｈシステム３０が概略的に示されている。ＦＣＤｈシステム３０は、反応器部分２００および触媒処理部分３００を含むことができる。図１の文脈において本明細書で使用されるように、反応器部分２００とは、主要なプロセス反応が行われるＦＣＤｈシステム３０の一部分を指すことができる。例えば、第２の炭化水素供給原料３２は、ＦＣＤｈシステム３０の反応器部分２００において脱水素触媒の存在下で脱水素化することができる。反応器部分２００は、反応器２０２を含み、これは、下流にある反応器セクション２３０、上流にある反応器セクション２５０、および反応器２０２で形成された化学生成物から触媒を分離する働きをする触媒分離セクション２１０を含むことができる。

また、本明細書で使用するとき、図３のＦＣＤｈシステム３０の触媒処理部分３００とは、一般に、ＦＣＤｈシステム３０の通常の操作中に、触媒が、コークス堆積物の除去、触媒の加熱、触媒の再活性化、他の処理操作、またはこれらの組み合わせ等の何らかの方法で処理される、ＦＣＤｈシステム３０の一部分を指す。いくつかの実施形態では、触媒処理部分３００は、燃焼器３５０、ライザー３３０、触媒分離セクション３１０、および酸素処理ゾーン３７０を含むことができる。触媒処理部分３００の燃焼器３５０は、１つ以上の下部燃焼器流入ポート３５２を含み得、ライザー３３０と流体連通することができる。燃焼器３５０は、転送ライン４２６を介して触媒分離セクション２１０と流体連通することができ、転送ライン４２６は、触媒処理（例えば、コークス除去、加熱、再活性化等）のために反応器部分２００から触媒処理部分３００に不活性化触媒（通常の操作条件中に）を供給することができる。酸素処理ゾーン３７０は、上流にある反応器セクション２５０と流体連通することができ（例えば、転送ライン４２４および移送ライザー４３０を介して）、処理された触媒を触媒処理部分３００から反応器部分２００に供給して戻すことができる。燃焼器３５０は、空気流入口４２８を燃焼器３５０に接続する下部燃焼器流入ポート３５２を含むことができる。空気流入口４２８は、空気または酸素含有ガス等の他の反応性ガスを燃焼器３５０に供給することができる。補助燃料の燃焼を助けるために、空気および／または他の反応性ガスを燃焼器３５０に導入することができる。燃焼器３５０はまた、燃料流入口３５４を含ことができる。燃料流入口３５４は、炭化水素ストリーム３５６等の燃料を燃焼器３５０に供給することができる。酸素処理ゾーン３７０は、触媒の酸素処理のために酸素含有ガス３７４を酸素処理ゾーン３７０に供給することができる酸素含有ガス流入口３７２を含むことができる。

図３を参照して、通常の操作条件下で連続反応を行うためのＦＣＤｈシステム３０の一般的な操作について説明する。ＦＣＤｈシステム３０の反応器部分２００の操作中、第２の炭化水素供給原料３２は、移送ライザー４３０に入ることができ、ＦＣＤｈ流出物３４は、パイプ４２０を介してＦＣＤｈシステム３０を出ることができる。１つ以上の実施形態によると、ＦＣＤｈシステム３０は、第２の炭化水素供給原料３２および流動脱水素触媒を上流にある反応器セクション２５０に供給することによって操作することができる。第２の炭化水素供給原料３２中の炭化水素は、上流にある反応器セクション２５０内の脱水素触媒と接触することができ、各々が下流にある反応器セクション２３０を通って上向きに流れ、通常の操作条件下で少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を生成することができる。

ＦＣＤｈ流出物３４および脱水素触媒は、下流にある反応器セクション２３０から、触媒分離セクション２１０内の分離デバイス２２０に送ることができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、水素、ＣＯ、および少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４はまた、第２の炭化水素供給原料３２の未反応部分、流動化ガス、副生成物、反応中間体、他のガス、またはこれらの組み合わせを含むことができる。少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物は、エチレン、プロピレン、または他の軽質オレフィンを含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、蒸気分解システム２０からの分解されたガス２８中のＣＯ濃度よりも高いＣＯ濃度を有することができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、体積当たりの１００万分の６００部（ｐｐｍｖ）～２４００ｐｐｍｖ、例えば、１０００ｐｐｍｖ～２０００ｐｐｍｖのＣＯ濃度を有することができる。

脱水素触媒は、分離デバイス２２０でＦＣＤｈ流出物３４から分離することができる。次に、ＦＣＤｈ流出物３４は、触媒分離セクション２１０から移送することができる。例えば、ＦＣＤｈ流出物３４の分離された蒸気は、触媒分離セクション２１０のガス流出ポートでパイプ４２０を介してＦＣＤｈシステム３０から除去することができる。いくつかの実施形態では、分離デバイス２２０は、粉末分離の２つ以上の段階を含むことができる粉末分離システムであってもよい。

いくつかの実施形態によると、分離デバイス２２０におけるＦＣＤｈ流出物３４の蒸気からの分離に続いて、脱水素触媒は、一般に、ストリッパー２２４を通って反応器触媒流出ポート２２２に移動してもよく、そこで脱水素触媒は、反応器部分２００から転送ライン４２６を介して触媒処理部分３００に転送することができる。任意選択で、脱水素触媒はまた、スタンドパイプ４２２を介して上流にある反応器セクション２５０に直接転送して戻されてもよい。いくつかの実施形態では、ストリッパー２２４からの再循環された脱水素触媒は、移送ライザー４３０内の触媒処理部分３００からの処理された脱水素触媒と予備混合することができる。

分離された脱水素触媒は、触媒分離セクション２１０から触媒処理部分３００の燃焼器３５０に送ることができる。脱水素触媒は、コークス堆積物を除去し、触媒を加熱し、触媒、他の触媒処理、またはこれらの任意の組み合わせを再活性化するために、通常の操作中に触媒処理部分３００で処理することができる。前述のように、触媒処理部分３００で脱水素触媒を処理することは、触媒からコークス堆積物を除去することと、燃焼燃料源の燃焼により触媒の温度を上げることと、触媒を再活性化することと、触媒から１つ以上の成分を取り除くことと、他の処理操作と、またはこれらの組み合わせと、を含むことができる。いくつかの実施形態では、処理部分３００で脱水素触媒を処理することは、コークス堆積物を除去し、かつ／または脱水素触媒を加熱して加熱触媒を生成するために、燃焼器３５０内の脱水素触媒の存在下で燃焼燃料源を燃焼させることを含むことができる。加熱された脱水素触媒は、触媒分離セクション３１０で燃焼ガスから分離することができる。

いくつかの実施形態では、加熱された脱水素触媒は、次に、加熱された脱水素触媒の酸素処理を行うことによって再活性化することができる。酸素処理は、加熱された脱水素触媒を、脱水素触媒を再活性化するのに十分な期間、酸素含有ガス３７４に曝露することを含むことができる。脱水素触媒を再活性化するための酸素処理は、脱水素触媒を加熱するための補助燃料の燃焼後に行うことができる。酸素処理は、加熱された脱水素触媒を酸素含有ガス３７４で少なくとも２分間処理することを含み得、これにより、脱水素触媒を再活性化して、再活性化された脱水素触媒を生成することができる。酸素含有ガス３７４は、酸素含有ガス３７４の総モル流量に基づいて、５モル％～１００モル％の酸素含量を含むことができる。いくつかの実施形態では、脱水素触媒の酸素処理は、脱水素触媒を、２分を超える期間にわたって、また、補助燃料の燃焼によって加熱された後、加熱された脱水素触媒よりも大きい触媒活性を有する再活性化された脱水素触媒を生成するのに十分な酸素含有ガス３７４の流れに曝露しながら、脱水素触媒を少なくとも６６０℃の温度に維持することを含むことができる。酸素処理は、触媒処理部分３００の触媒分離セクション３１０の下流にあり得る酸素処理ゾーン３７０で行うことができる。

脱水素触媒の処理中のコークスおよび／または補助燃料の燃焼からの燃焼ガス、または触媒処理および触媒再活性化中に脱水素触媒に導入された他のガスは、再生器流出物の流出口４３２を介して触媒処理部分３００から除去することができる。

図３および前述の説明は、炭化水素を触媒的に脱水素化して軽質オレフィンを生成するためのシステムの一実施形態を提示する。しかしながら、他の反応器システム構成が、本開示の範囲から逸脱することなく、軽質オレフィンを生成するために炭化水素の接触脱水素に使用され得ることが理解される。例えば、いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈシステム３０は、バブルレジーム、スラグ流レジーム、乱流レジーム、高速流動化レジーム、空気搬送レジーム、またはそれらの組み合わせ等の流動化レジームで、第２の炭化水素供給原料３２を触媒と接触させるように操作可能な任意の種類の流動反応器システムを含むことができる。

再び図３を参照すると、ＦＣＤｈシステム３０は、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分がＦＣＤｈシステム３０の反応器部分２００に戻って再循環されるシステム再循環で操作することができる。ＦＣＤｈシステム３０は、ＦＣＤｈシステム３０の始動中、またはＦＣＤｈ流出物３４の組成が生成物ストリーム目標基準に適合しない規格外のイベントに応答して、システム再循環モードで操作することができる。これらの状況では、ＦＣＤｈ流出物３４は、ＦＣＤｈ流出物３４の組成を適合に戻すためにＦＣＤｈシステム３０に調整が行われている間、ＦＣＤｈシステム３０に戻って再循環することができる。また、システム再循環は、反応器システムが別の反応器システム（例えば、蒸気分解システム２０等）と統合され、他の反応器システムが遮断（例えば、計画されたメンテナンス等の計画されたイベントまたは炉、圧縮機、もしくは他の機器等の機器の予期せぬ故障等の計画外のイベント）を経験するときに起こり得る。システム再循環の操作中、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分または全部は、ＦＣＤｈ流出物再循環３６でＦＣＤｈシステム３０に戻って再循環することができる。ＦＣＤｈ流出物再循環３６は、図３に示されるように、移送ライザー４３０の上流にある第２の炭化水素供給原料３２と組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物再循環３６は、移送ライザー４３０に直接送ることができ、そこで、ＦＣＤｈ流出物再循環３６は、次いで、第２の炭化水素供給原料３２および脱水素触媒と組み合わされる。

図４を参照すると、流出物処理システム３８は、少なくとも分離システム４０、分離システム４０の下流にあるアセチレン水素化単位５０、および分離システム４０とアセチレン水素化単位５０との間に配設された熱交換器６０を含むことができる。分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分、またはそれらの両方は、分離システム４０に送ることができる。いくつかの実施形態では、分解されたガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４は、独立して、分離システム４０に直接送ることができる。いくつかの実施形態では、分解されたガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４は、分離システム４０の上流で組み合わせて、組み合わせられたストリーム３９として送ることができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、水焼入単位１３０および油焼入単位１２０の下流にある任意の点で、分解されたガス２８と組み合わせることができる。

分離システム４０は、分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方から少なくとも水素化供給原料４２およびアセチレン枯渇ストリーム４４を生成するように操作可能であり得る。分離システム４０は、１つまたは複数の分離単位を含むことができる。分離システム４０は、分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方から水素化供給原料４２を生成するように操作可能な任意の種類の分離単位を含むことができる。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、分解されたガス３４、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方が、成分の沸点温度の違いによって水素化供給原料４２およびアセチレン枯渇ストリーム４４に分離され得る蒸留単位を含むことができる。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、多段蒸留塔であってもよい。沸点温度の違いによる分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方の成分の分離は、分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、もしくはそれらの両方を１つ以上の成分の沸点温度よりも低い温度に初期冷却することを含むことができる。したがって、分離システム４０は、蒸留単位の上流にある分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方の１つ以上の成分を凝縮するように操作可能な凝縮器を含むことができる。分離システム４０は、蒸留プロセスに限定されない。分解されたガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方から水素化供給原料４２を生成するための他の方法およびプロセスが企図されることが理解される。

前述のように、水素化供給原料４２は、分離システム４０に送られた分解されたガス２８からのアセチレンの少なくとも９５重量％を含むことができる。水素化供給原料４２は、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）、プロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）、メチルアセチレン（Ｈ_３Ｃ－Ｃ≡ＣＨ）、プロパジエン（ＨＣ＝Ｃ＝ＣＨ）、メタン（ＣＨ_４）、エタン（Ｃ_２Ｈ_６）、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない飽和および不飽和炭化水素を含むことができる。水素化供給原料４２はまた、水素、ＣＯ、二酸化炭素（ＣＯ_２）、不活性ガス、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない非炭化水素ガスを含むことができる。不活性ガスは、窒素、アルゴン、または蒸気分解システム２０、ＦＣＤｈシステム３０、もしくはそれらの両方に存在する他の不活性ガスを含むことができる。いくつかの実施形態では、水素化供給原料４２は、アセチレン、水素、ＣＯ、および少なくとも１つの生成物を含むことができる。水素化供給原料４２は、メチルアセチレン、プロパジエン、またはその両方をさらに含むことができる。水素化供給原料４２中の生成物は、エチレン、プロピレン、メタン、エタン、プロパン、またはこれらの組み合わせのうち１つまたは複数を含むことができる。

アセチレン枯渇ストリーム４４は、分解されたガス２８からのアセチレンの５重量％未満を含むことができる。アセチレン枯渇ストリーム４４は、水素化供給原料４２と比較して、より高い沸点の炭化水素をより高い重量パーセント含むことができる。これらの高沸点炭化水素には、プロパン、プロピレン、ブタン、ブテン、ブタジエン、ペンタン、または他のより高い沸点温度の炭化水素等であるがこれだけに限定されない飽和および不飽和炭化水素を含むことができる。

分離システム４０は、フロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）またはフロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）とすることができる。分離システム４０がＦＥＤＰである場合、水素化供給原料４２は、Ｃ_３炭化水素および非炭化水素ガスを含むことができる。Ｃ_３炭化水素は、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、およびこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。水素化供給原料４２中の軽質ガスは、水素、ＣＯ、二酸化炭素、窒素、または他の非炭化水素ガスを含むことができる。分離システム４０がＦＥＤＰである場合、アセチレン枯渇ストリーム４４は、ブタン、ブテン、ブタジエン、ペンタン、ペンテン類（すなわち、ペンテンの様々な異性体のうちの１つまたは複数）、および他のＣ_４＋炭化水素等のＣ_４＋炭化水素を含むことができる。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、ＦＥＤＥとすることができ、その場合、プロパンおよびプロピレンの大部分は、水素化供給原料４２ではなく、アセチレン枯渇ストリーム４４中に存在し得る。いくつかの実施形態では、分離システム４０がＦＥＤＥであるとき、アセチレン枯渇ストリーム４４は、水素化供給原料４２と比較して、メチルアセチレンおよびプロパジエンのより大きな画分を含み得る。オレフィン製造プロセスにおけるアセチレン水素化の様々フロントエンド構成のさらなる情報については、Ｅｄｇａｒ Ｌ．Ｍｏｈｕｎｄｒｏによる「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｎ Ｃ２ ａｎｄ Ｃ３ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｉｎ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｌａｎｔｓ」１５^ｔｈ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２００３ ＡＩＣＨＥ Ｓｐｒｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ、Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ、ＬＡにおいて見出すことができ、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

図４を参照すると、流出物処理システム３８は、分離システム４０の下流にあり、かつ分離システム４０から水素化供給原料を受容するように位置付けられた、アセチレン水素化単位５０を含むことができる。水素化供給原料４２は、分離システム４０からアセチレン水素化単位５０に送ることができる。水素化供給原料４２は、アセチレン水素化単位５０内の水素化触媒と接触させることができる。水素化供給原料４２を水素化触媒と接触させることで、水素化供給原料４２中のアセチレンの少なくとも一部分を水素化させて、水素化流出物５２を生成することができ、これにより、水素化供給原料４２と比較してアセチレン濃度を低減させることができる。水素化流出物５２は、水素化反応からの反応生成物および水素化供給原料４２の未反応成分を含むことができる。アセチレン水素化単位５０は、１つ、２つ、３つ、または３超の水素化反応器等の１つまたは複数の水素化反応器を含むことができる。アセチレン水素化単位５０の水素化反応器は、気相の反応物および生成物を有する水素化触媒の固定床を含む固定床反応器であってもよい。

図４を参照すると、いくつかの実施形態では、アセチレン水素化単位５０は、直列に配設された複数の水素化反応器（例えば、第１の水素化反応器１５０、第２の水素化反応器１６０、および第３の水素化反応器１７０）を含むことができる。図４を参照すると、一実施形態では、アセチレン水素化単位５０は、少なくとも第１の水素化反応器１５０、および第１の水素化反応器１５０の下流にある第２の水素化反応器１６０を含むことができる。アセチレン水素化単位５０はまた、第２の水素化反応器１６０の下流に第３の水素化反応器１７０を含むことができる。アセチレン水素化単位５０はまた、任意に、各水素化反応器の間に配置された熱交換器１８０を含むことができる。熱交換器１８０は、水素化反応器間の発熱水素化反応から発生した熱を除去するように操作可能であり得る。

水素化供給原料４２は、第１の水素化反応器１５０に送ることができ、これは、水素化供給原料４２から少なくともアセチレンを水素化して、第１の水素化流出物１５２を生成するように操作可能であり得る。第１の水素化流出物１５２は、水素化供給原料４２中のアセチレン濃度よりも低いアセチレン濃度を有することができる。第１の水素化反応器１５０は、閾値アセチレン濃度よりも低い水素化流出物５２中のアセチレン濃度を維持するために、アセチレン水素化単位５０の通常の操作条件中、８５％以上、９０％以上、または９５％以上のアセチレン転化率を有することができる。第１の水素化流出物１５２を熱交換器１８０に送ることによって、第１の水素化流出物１５２から熱を除去することができる。第１の水素化流出物１５２は、第２の水素化反応器１６０に送ることができ、これは、第１の水素化流出物１５２中のアセチレンをさらに水素化して、第２の水素化流出物１６２を生成するように操作可能であり得る。第２の水素化流出物１６２を熱交換器１８０に送ることによって、第２の水素化流出物１６２から熱を除去することができる。第２の水素化流出物１６２は、第３の水素化反応器１７０に送ることができ、これは、第２の水素化流出物１６２中のアセチレンをさらに水素化して、第３の水素化流出物１７２を生成するように操作可能であり得る。第３の水素化流出物１７２を熱交換器１８０に送ることによって、第３の水素化流出物１７２から熱を除去することができる。第３の水素化反応器流出物１７２は、水素化流出物５２としてアセチレン水素化単位５０から出ることができる。

図には示されていないが、アセチレン水素化単位５０は、アセチレン水素化単位５０の１つまたは複数の位置で温度、圧力、またはガス流量を測定するために、温度センサー、圧力センサー、流量計、またはこれらの組み合わせの１つもしくは複数を含むことができる。温度、圧力、および／またはガス流量は、アセチレン水素化単位５０の複数のアセチレン水素化反応器のうちの１つまたは複数について、および／またはアセチレン水素化単位５０に導入された水素化供給原料４２について決定することができる。アセチレン水素化単位５０を操作する方法は、アセチレン水素化単位５０の温度、アセチレン水素化単位５０に送られた水素化供給原料４２の温度、またはそれらの両方を決定することを含むことができる。

アセチレン水素化単位５０はまた、水素化供給原料４２、水素化流出物５２、アセチレン水素化単位５０の水素化反応器の１つ以上からの中間流出物、またはこれらの組み合わせにおける水素濃度を測定するように操作可能なＧＣ分析計等の１つまたは複数の分析計を含むことができる。いくつかの実施形態では、組成分析のためのストリームは、水素化供給原料４２をアセチレン水素化単位５０に導入する前に、水素化供給原料４２から取り出すことができる。代替的に、または追加的に、組成分析のためのストリームは、アセチレン水素化単位５０から出た水素化流出物５２から取り出すことができる。いくつかの実施形態では、組成分析のためのストリームは、アセチレン水素化単位５０の水素化反応器のうちの１つから出た１つ以上の中間流出物ストリームから取り出すことができる。アセチレン水素化単位５０を操作する方法は、アセチレン水素化単位５０内のＣＯ、水素、または他の成分の濃度を決定することを含むことができる。

水素化触媒は、水素化供給原料４２中の生成物化合物に対してアセチレンの水素化に選択的な触媒であるアセチレン水素化触媒とすることができる。水素化触媒は、アセチレンを選択的に水素化するための任意の既知の触媒であってよい。アセチレン水素化用の市販の触媒は広く入手可能であり、本開示は、本明細書に記載の特定のいずれかの組成物に限定しない。

アセチレン水素化単位５０は、触媒による水素化が、プロピレンおよびエチレンの水素化よりもアセチレンの水素化に対して選択的である条件で操作することができる。アセチレン水素化単位５０は、下流プロセスへのアセチレンの貫流を防止する変換速度でアセチレンを水素化するのに十分な温度であるが、オレフィンの水素化の増加およびアセチレン水素化単位５０の熱暴走をもたらす温度未満で操作することができる。本明細書でさらに詳細に説明するように、アセチレン水素化単位５０の操作温度は水素化供給原料４２の組成に依存する可能性があるが、アセチレン水素化単位５０の操作温度は、１０℃～１００℃等の１０℃～２００℃であってもよい。アセチレン水素化単位５０の操作温度に影響を与える他の要因には、水素化触媒の種類、水素化触媒の経年数／活性、流量、流入アセチレン濃度、ＣＯ濃度、汚染物質または毒性の存在、他の要因、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これだけに限定されない。アセチレン水素化単位５０は、１００重量ポンド毎平方インチゲージ圧（ｐｓｉｇ）～１０００ｐｓｉｇ（すなわち、約６９０キロパスカル（ｋＰａ）～約６９００ｋＰａ）の圧力で操作することができる。アセチレン水素化単位５０はさらに、１，０００～１４，０００のガス空間速度（ＧＨＳＶ）（１時間毎の触媒の体積当たりの体積）で操作することができる。

通常の操作条件下で操作するとき、アセチレン水素化単位５０の第１の水素化反応器１５０におけるアセチレンの転化率は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を閾値アセチレン濃度以下に維持するのに十分であり得る。いくつかの実施形態では、第１の水素化反応器１５０におけるアセチレン転化率は、通常の操作条件下で、８８％以上、９０％以上、またはさらには９５％以上等、８５％以上であり得る。通常の操作条件下とは、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度以下である、定常状態でのアセチレン水素化単位５０の操作を指す。いくつかの実施形態では、通常の操作条件下で、第１の水素化反応器１５０におけるアセチレン転化率は、８５％～９５％、または８８％～９２％であり得る。

水素化流出物５２とは、アセチレン水素化単位５０の最後の水素化反応器から等、アセチレン水素化単位５０から出た流出物または組成物を指すことができる。水素化流出物５２は、水素化供給原料４２のアセチレン濃度よりも低いアセチレン濃度を有することができる。水素化流出物５２は、オレフィン生成物ユーザが指定することができる、閾値アセチレン濃度以下のアセチレン濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、水素化流出物５２は、体積当たりの１００万分の２部（ｐｐｍｖ）以下、１ｐｐｍｖ以下、０．５ｐｐｍｖ以下、またはさらには０．１ｐｐｍｖ以下のアセチレン濃度を有することができる。アセチレン水素化単位５０内の水素化反応は、水素化供給原料４２からの水素を消費し得るが、水素化供給原料４２と比較した水素化流出物５２中の水素濃度の変化は、水素化供給原料４２中の水素の濃度に対して低いアセチレンの濃度に起因して、分析機器の測定不確実性未満であり得る。アセチレン水素化単位５０の水素化触媒および操作条件は、蒸気分解システム２０および／またはＦＣＤｈシステム３０で生成されるプロピレンおよびエチレン等の生成物化合物の水素化に関連してアセチレンを水素化するのに選択的であり得る。

図４を参照すると、流出物処理プロセス３８は、分離システム４０とアセチレン水素化単位５０との間に配設された熱交換器６０を含むことができる。熱交換器６０は、制御バルブ６４を有する側管６２を含むことができる。熱交換器６０を通過する水素化供給原料４２の量および側管６２を介して熱交換器６０を通過する水素化供給原料４２の量を制御することによって、アセチレン水素化単位５０の流入における水素化供給原料４２の温度を上昇または低下させることができる。熱交換器６０の側管を通る水素化供給原料４２の量を制御することにより、アセチレン水素化単位５０の流入における水素化供給原料４２の温度を上昇または低下させることが可能になる。水素化供給原料４２のための熱交換器６０は、化学産業で知られているいずれの型の熱交換器であってもよい。

いくつかの実施形態では、流出物処理システム３８は、分離システム４０の下流に酸性ガス除去プロセス（図示せず）を含み得る。酸性ガス除去プロセスは、アセチレン水素化単位５０の上流で、スクラビングなどによって、水素化供給原料４２から酸性ガスを除去するように操作可能であり得る。いくつかの実施形態では、酸性ガス除去プロセスは、分離システム４０と熱交換器６０との間に配設され得る。前述のように、いくつかの実施形態では、酸性ガス除去プロセスは、分離システム４０の上流に配設され得る。

水素化流出物５２は、水素化流出物５２のさらなる処理のために、アセチレン水素化単位５０の下流にある１つ以上の単位操作および／またはプロセスに送ることができる。下流プロセスには、蒸気圧縮、分離、乾燥、またはその他の操作およびプロセスを挙げることができる。アセチレン水素化単位５０の下流の単位操作およびプロセスは、最終的に、水素化流出物５２を、限定されるものではないが、エチレン生成物ストリーム、プロピレン生成物ストリーム、プロパンストリーム、他のストリーム、またはこれらのストリームの組み合わせ等の、複数のガス状ストリームに分離することができる。これらの生成物ストリームの１つまたは複数は、反応物または原料として、ポリマー製造プロセス等のさらなる製造プロセスへと通過することができる。

ここで図５を参照すると、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（ｙ軸左）およびアセチレン水素化単位５０のエチレン選択性（ｙ軸右）は、アセチレン水素化単位５０への流入における水素化供給原料４２の温度（ｘ軸）の関数として示されている。図５の線５０２は、水素化流出物５２の閾値アセチレン濃度を表し、この濃度未満では、アセチレンは、オレフィンユーザの要求を満たすのに十分なレベルまで低下したとみなされ、かつ／または触媒の汚染、仕様外の生成物ストリーム、もしくは下流プロセスにおける他の問題を防止もしくは低減することができる。図５に示されるように、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（曲線５１０）は、水素化供給原料４２の所与の組成物に対して流入温度の上昇とともに減少する。図５は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度５１０が、アセチレン水素化単位５０への流入温度を減少または上昇させることによって、それぞれ上昇または減少させることができることを示す。曲線５１０の水素化供給原料４２の所与の組成物の温度Ｔ_１は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が、閾値アセチレン濃度５０２以下である最低温度として定義することができる。Ｔ_１よりも高い水素化供給原料４２の温度において、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（５１０）は、閾値アセチレン濃度未満である。Ｔ_１未満の水素化供給原料４２の温度の場合、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（５１０）は、閾値アセチレン濃度よりも高くなり得る。Ｔ_１未満の温度では、水素化流出物５２中のより高いアセチレン濃度は、下流のプロセスへのアセチレンの貫流につながり得る。

また、図５は、水素化供給原料４２の曲線５１０と同じ組成物に対して、流入温度の関数としてアセチレン水素化単位５０のエチレン選択性（曲線５２０）を示す。図５に示されるように、エチレン選択性（曲線５２０）は、流入温度の上昇とともに減少する。したがって、アセチレン水素化単位５０への流入温度が上昇するにつれて、アセチレン水素化単位５０のエチレン選択性が減少し、より多くのアセチレンおよび／またはさらにいくつかのエチレンがエタンに変換されることを示しており、これは、アセチレン水素化単位５０内のエチレンの水素化の増加によって引き起こされ得る。エチレンの水素化が増加すると、熱暴走を導く可能性がある。例えば、温度Ｔ_２よりも高い水素化供給原料４２の温度において、エチレン選択性は、許容できない量のエチレンが水素化を受ける点まで減少する可能性がある。エチレン水素化反応は発熱性であるため、エチレンおよび他のオレフィンの水素化の増加による追加の熱が放出され、アセチレン水素化単位５０内の温度がさらに上昇する可能性があり、水素化反応をエチレンおよびプロピレンの水素化に向かってさらにシフトさせる。エチレンおよび他のオレフィンの水素化の増加から発生する熱の増加は、アセチレン水素化単位５０の熱暴走を導く可能性がある。熱暴走は、エチレンおよびプロピレンの過剰水素化によってオレフィン生成物の喪失を増加させる可能性がある。さらに、熱暴走中に発生する２００℃を超える温度上昇は、水素化触媒ならびに反応器、計器、熱交換器、および他の機器等の機器に損傷を与える可能性があり、安全上の危険性を高める可能性がある。

再び図５を参照すると、水素化供給原料４２の所与の組成物に対してアセチレン水素化単位５０に導入される水素化供給原料４２の流入温度の温度操作ウィンドウは、それを下回る場合、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度５０２よりも高くなる流入温度Ｔ_１と、それを上回る場合、エチレン選択性が減少し、オレフィン生成物の水素化が、アセチレン水素化単位５０の熱暴走を結果的にもたらし得る流入温度Ｔ_２との間で定義することができる。

水素化供給原料４２の組成物の変化は、アセチレン水素化単位５０の操作ウィンドウを変化させ得る。特に、水素化供給原料４２の水素、ＣＯ、またはそれらの両方の濃度の変化は、アセチレン水素化単位５０の操作ウィンドウを変化させ得る。例えば、再び図５を参照すると、アセチレン水素化単位５０の操作のためのプロセスウィンドウは、水素化供給原料４２内のＣＯ濃度の変化に応答して変化することができる。アセチレン水素化単位４２内のＣＯ濃度を増加させることは、より高い温度に向かって水素化供給原料４２の温度のためのプロセスウィンドウをシフトさせ得、プロセスウィンドウを広げ得る。図５では、曲線５１２は、曲線５１０のＣＯの濃度と比較してＣＯの増加した濃度を有するアセチレン水素化単位５０の操作のための水素化供給原料４２の流入温度の関数として、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を表す。所与の温度において、ＣＯ濃度を増加させることは、アセチレンの転化率を低減させる。あらゆる特定の理論によって束縛されることを意図するものではなく、ＣＯは、水素化単位内の水素化触媒と相互作用して、アセチレンを水素化するための水素化触媒の活性を減少させる可能性があると考えられる。アセチレン水素化単位５０内のＣＯ濃度を増加させることにより、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度５０２に等しい、水素化供給原料４２の流入温度Ｔ_３は、曲線５１０（ＣＯ濃度がより低い）の水素化供給原料４２の対応する温度Ｔ_１よりも高くなる。したがって、水素化供給原料４２中のＣＯ濃度を増加させることは、水素化供給原料４２の温度が上昇して、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を閾値アセチレン濃度５０２未満に維持することを結果的にもたらし得る。

アセチレン水素化単位５０内のＣＯ濃度を増加させることはまた、エチレン選択性曲線に対してプロセスウィンドウをシフトさせ得る。図５を参照すると、曲線５２２は、曲線５２０に対するＣＯ濃度と比較して、より高いＣＯ濃度に対する時間の関数として、アセチレン水素化単位５０のエチレン選択性を表す。図５に示されるように、アセチレン水素化単位５０中のＣＯ濃度（曲線５２２）を増加させることで、所与の温度におけるエチレン選択性を増加させることができる。これは、より低いＣＯ濃度でアセチレン水素化単位５０を操作することと比較して、より高い流入温度におけるアセチレン水素化単位５０の操作を可能にすることができる。したがって、アセチレン水素化単位５０内のＣＯ濃度を増加させることにより、熱暴走を引き起こすことなく、より高い温度におけるアセチレン水素化単位５０の操作を可能にすることができる。逆に、アセチレン水素化単位５０内のＣＯの濃度を減少させることは、所与の温度におけるエチレン選択性を減少させ得、これは、熱暴走を結果的にもたらし得る。

再び図１を参照すると、蒸気分解システム２０およびＦＣＤｈシステム３０は、少なくとも分離システム４０およびアセチレン水素化単位５０を含み得る、共通の流出物処理システム３８を共有するように統合され得る。蒸気分解システム２０が操作され得、分解されたガス２８が生成物処理システム３８に送られた。一旦、蒸気分解システム２０および流出物処理システム３８が通常の条件下で操作されると、ＦＣＤｈシステム３０からのＦＣＤｈ流出物３４は、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を分離システム４０の上流の分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方によって、流出物処理システム３８内に統合され得る。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４全体は、分離システム４０に導入されるか、分解されたガス２８と組み合わせられるか、またはそれらの両方が行われ得る。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分のみが、分離システム４０に導入されるか、分解されたガス２８と組み合わせられるか、またはそれらの両方が行われ得る。残りのＦＣＤｈ流出物は、ＦＣＤｈシステム３０に戻って、またはＦＣＤｈ流出物再循環３６を介して第２の炭化水素供給原料３２との組み合わせに戻って、再循環され得る。加えて、いくつかの実施形態では、分離システム４０に導入された、分解されたガス２８と組み合わせられた、またはそれらの両方が行われた、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分は、既に生成物処理システム３８内に統合されているＦＣＤｈ流出物の第１の部分を補うＦＣＤｈ流出物の第２の部分であり得る。

前述のように、ＦＣＤｈ流出物３４中のＣＯ濃度は、分解されたガス２８中のＣＯ濃度よりも高くてもよい。分解されたガス２８は、５０ｐｐｍｖ～４００ｐｐｍｖのＣＯ濃度を有することができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、１０００ｐｐｍｖ～２０００ｐｐｍｖ等の６００ｐｐｍｖ～２４００ｐｐｍｖのＣＯ濃度を有することができる。分解システム４０に導入されたか、分解されたガス２８と組み合わせられたか、またはそれらの両方が行われた、ＦＣＤｈ流出物３４の量を増加させることは、分離システム４０からアセチレン水素化単位５０に送られる水素化供給原料４２中のＣＯの濃度を増加させ得る。

前述のように、アセチレン水素化単位５０内のＣＯ濃度を増加させる、水素化供給原料４２中のＣＯの濃度を増加させることは、アセチレン水素化単位５０内のアセチレンの転化率を減少させ得る。あらゆる特定の理論によって束縛されることを意図するものではなく、ＣＯは、水素化触媒と相互作用して、触媒の活性を低減させると考えられる。ＦＣＤｈ流出物３４に起因するＣＯの増加した濃度は、温度に依存せず、アセチレンの水素化反応の反応速度を低減させ、結果的にアセチレンの減少した転化率をもたらし得る。言い換えると、任意の所与の固定反応温度では、ＣＯ濃度を増加させることは、水素化反応の反応速度を低減させ得る。ＦＣＤｈ流出物３４の統合はまた、水素化供給原料４２の質量流量およびアセチレン水素化単位５０を通る質量流量を増加させ得、これはまた、アセチレン水素化単位５０内のアセチレンの転化率を低減させるように操作し得る。アセチレンの減少した転化率は、閾値アセチレン濃度を上回る水素化流出物５２中のアセチレンの濃度の増加につながり得る。水素化された流出物５２中のアセチレンの増加した濃度は、下流の分離および精製プロセスへのアセチレンの貫流ならびに／または仕様外生成物ストリームにつながり得る。

ＦＣＤｈシステム３０の一部分を蒸気分解システム２０と統合するときにアセチレン水素化単位５０を操作するための本明細書に開示される方法は、ＦＣＤｈ流出物３４を分離システム４０に導入する前、ＦＣＤｈ流出物３４を分解されたガス２８と組み合わせる前、またはそれらの両方の前に、閾値アセチレン転化率を上回って、アセチレン水素化単位５０の第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率を増加させることによって、閾値アセチレン濃度を超える水素化流出物５２中のアセチレンの濃度を低減または防止し得る。本明細書で使用するとき、「閾値アセチレン転化率」は、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分の統合前の第１の水素化反応器１５０内の最小のアセチレン転化率を指し得、それを上回る場合、水素化流出物５２中のアセチレン濃度は、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を統合している間および／または統合した後の閾値アセチレン濃度以下に維持される。したがって、第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率が閾値アセチレン転化率以上であるとき、ＦＣＤｈ流出物３４を流出物処理システム３８に導入することは、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を、閾値アセチレン濃度を上回って増加させないことになる。

第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率は、水素化供給原料４２をアセチレン水素化単位に送る前に水素化供給原料４２の温度を上昇させること等によって、アセチレン水素化単位５０の温度を上昇させることによって、閾値アセチレン濃度を上回って増加し得る。ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を統合する直前に、閾値アセチレン転化率を上回って第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率を増加させることによって、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を導入することによるＣＯ濃度の増加によって引き起こされるアセチレン転化率の結果的な減少は、水素化流出物５２中のアセチレンの濃度が閾値アセチレン濃度よりも高いレベルに増加することなく、アセチレン水素化単位５０によって適応され得る。言い換えると、アセチレン転化率は、ＦＣＤｈ流出物３４の統合前に増加するため、ＦＣＤｈ流出物３４が統合されるとき、ＣＯ濃度の増加は、閾値アセチレン濃度を超過する水素化流出物５２中のアセチレン濃度を結果的にもたらさない。

再び図５を参照すると、曲線５１０は、分解されたガス２８のみが分離システム４０に送られるときのアセチレン水素化単位５０の通常の操作を表し得る。曲線５１０の場合、アセチレン水素化単位５０をＴ_１以上の温度で操作することは、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度５０２未満であることを結果的にもたらし得る。しかしながら、曲線５１２のように、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分の統合に起因して、アセチレン水素化単位５０内のＣＯ濃度が増加したとき、温度Ｔ_１における水素化流出物５２中のアセチレン濃度は、閾値アセチレン濃度５０２よりも高くなり得る。前述のように、第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率は、水素化供給原料４２の温度を上昇させること等によって、第１の水素化反応器１５０の温度を上昇させることによって、増加し得る。通常の操作中（曲線５１０）、アセチレン水素化単位５０の温度をＴ_３以上の温度まで上昇させることは、アセチレン転化率を増加させ、それによって、閾値アセチレン濃度５０２をはるかに下回って、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を減少させ得る。

アセチレン水素化単位５０がＴ_３以上の温度で操作されている状態では、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を導入することは、アセチレン水素化単位５０内のＣＯの濃度が増加し得、アセチレン水素化単位５０の操作を曲線５１２に対して図５の右にシフトさせ得る。図５に示されるように、Ｔ_３以上の温度では、水素化流出物５２中のアセチレン濃度は、増加し得るが、依然として、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を導入する前に、第１の水素化反応器１５０内の増加したアセチレン転化率に起因して、閾値アセチレン濃度５０２を下回って維持され得る。

再び図１を参照すると、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、蒸気分解システム２０と比較されるＦＣＤｈシステム３０の相対的なサイズに依存し得る。蒸気分解システム２０に対するＦＣＤｈシステム３０の相対的なサイズは、流量比によって特徴付けられ得る。本明細書で使用するとき、「流量比」は、ＦＣＤｈ流出物３４がもたらした水素化供給原料４２の一部分の質量流量を、分解されたガス２８がもたらした水素化供給原料４２の一部分の質量流量で除算した比であり得る。流出物処理システム３８がＦＥＤＰ構成を有するいくつかの実施形態では、流量比は、分離器４０に送られたＦＣＤｈ流出物３４の一部分の中のＣ３およびＣ３成分の質量流量を、分解されたガス２８中のＣ３およびＣ３成分の質量流量で除算したものと等価であり得、ストリーム中のＣ３およびＣ３成分の質量流量は、ストリームの総質量流量を、Ｃ３およびＣ３成分の質量分率で乗算したものに等しい。流出物処理システム３８がＦＥＤＥ構成を有する実施形態では、流量比は、分離器４０に送られたＦＣＤｈ流出物３４の一部分の中のＣ３およびＣ３成分の質量流量を、分解されたガス２８中のＣ３およびＣ３成分の質量流量で除算したものと等価であり得、ストリーム中のＣ３およびＣ３成分の質量流量は、ストリームの総質量流量を、Ｃ３およびＣ３成分の質量分率で乗算したものに等しい。オレフィンを生成するための統合プロセス１０の流量比は、１／２以下、１／４以下、１／８以下、または１／１２以下であり得る。第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率はまた、流出物処理システム３８の分離システム４０がフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）またはフロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）構成を有するかどうか（例えば、Ｃ_３化合物が水素化供給原料中にあるか否か）に依存し得る。

分離システム４０がフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ構成）であり、かつ流量比が１／１２以下であるとき、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、０．９５以上、０．９６以上、またはさらに０．９７以上であり得、流量比は、本明細書で既に定義されたとおりである。分離システム４０がフロントエンド脱プロパン塔であり、かつ流量比が１／１２～１／２であるとき、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、次の方程式１から計算され得る（式１）：

式１では、Ｃ_ＣＯは、水素化供給原料の体積百万分率における、分解されたガス２８がもたらした水素化供給原料４２中の一酸化炭素濃度であり、Ｒは、流量比である。言い換えると、ＦＥＤＰ構成で流量比が１／１２～１／２であるとき、閾値アセチレン転化率は、０．９９または式（－０．０００２４×Ｃ_ＣＯ＋（０．５×Ｒ）＋０．９４２）から計算された値のうちのいずれか小さい方である。

分離システム４０がフロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ構成）であり、かつ流量比が１／２以下であるとき、閾値アセチレン転化率は、０．９９以上、０．９９５以上、またはさらに０．９９９以上であり得、流量比は、既に説明されたとおりである。

図１を参照すると、ここで、ＦＣＤｈシステム３０からのＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を統合する蒸気分解システム２０を含む、オレフィンを生成するための統合プロセス１０のアセチレン水素化単位５０を操作するための方法が説明される。方法は、蒸気分解システム２０内の第１の炭化水素供給原料２２の少なくとも一部分を分解して、分解されたガス２８を生成することを含み得る。第１の炭化水素供給原料２２、蒸気分解システム２０、および分解されたガス２８は、それぞれ、第１の炭化水素供給原料２２、蒸気分解システム２０、または分解されたガス２８について本明細書で既に説明された特徴または特質のいずれかを有し得る。方法は、分離システム４０において、分解されたガス２８を少なくとも水素化供給原料４２とアセチレン枯渇ストリーム４４とに分離することをさらに含み得る。水素化供給原料４２は、少なくともアセチレン、一酸化炭素、水素、および少なくとも１つの生成物を含み得る。水素化供給原料４２は、水素化供給原料４２について本明細書で既に説明された任意の他の組成物を含み得る。方法はまた、ＦＣＤｈシステム３０で第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部分を脱水素化して、ＦＣＤｈ流出物３４を生成することをさらに含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、分解されたガス２８中の一酸化炭素の濃度よりも高い一酸化炭素の濃度を含み得る。第２の炭化水素供給原料３２、ＦＣＤｈシステム３０、およびＦＣＤｈ流出物３４は、それぞれ、第２の炭化水素供給原料３２、ＦＣＤｈシステム３０、およびＦＣＤｈ流出物３４について本明細書で既に説明された特徴、特質、または特性のいずれかを有し得る。方法は、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分離システム４０の上流の分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方をさらに含み得る。ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方が、水素化供給原料４２中の一酸化炭素の濃度を増加させ得る。方法は、水素化供給原料４２をアセチレン水素化単位５０内のアセチレン水素化触媒と接触させることをさらに含み得、接触させることが、水素化供給原料４２中のアセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物５２を生成する。水素化供給原料４２、アセチレン水素化単位５０、および水素化流出物５２は、それぞれ、水素化供給原料４２、アセチレン水素化単位５０、および水素化流出物５２について本明細書で既に説明された特徴、特性、または特質のいずれかを有し得る。ＦＣＤｈ流出物３４の一部分に起因する水素化供給原料４２中の高濃度のＣＯは、温度に依存せず、アセチレンの水素化の反応速度を低減させ得る。アセチレン水素化単位５０は、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分が、分離システムに導入されていないか、分解されたガス２８と組み合わせられていないか、またはそれらの両方であるときに、通常の操作温度に対して高温で操作され得、それにより、水素化流出物５２中のアセチレンの濃度が、閾値アセチレン濃度未満であり得る。

既に説明された方法のいくつかの実施形態では、水素化流出物中のアセチレンの濃度が、ＦＣＤｈ流出物の一部分を分離システムに導入する間か、ＦＣＤｈ流出物の一部分を分解されたガスと組み合わせる間か、またはそれらの両方で、閾値アセチレン濃度を上回って増加しない場合がある。既に説明された方法のいずれにおいても、閾値アセチレン濃度は、２．０ｐｐｍｖ以下、または１．０ｐｐｍｖ以下であり得る。

既に説明された方法のいくつかの実施形態では、アセチレン水素化単位５０が、少なくとも第１の水素化反応器１５０、および第１の水素化反応器１５０の下流にある第２の水素化反応器１６０を含み得、アセチレン水素化単位５０の高温が、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を統合する直前に、第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率を、閾値アセチレン転化率を超えるまで増加させるために十分であり得、閾値アセチレン転化率が、ＦＣＤｈ流出物の一部分の統合前に、第１の水素化反応器内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、水素化流出物中のアセチレン濃度が、ＦＣＤｈ流出物の一部分を統合した後に、閾値アセチレン濃度以下に維持される。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、フロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）であり得、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、１／１２以下の流量比に対して０．９５以上であり得、流量比は、本明細書で既に定義されている。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、フロントエンド脱プロパン塔であり得、流量比は、１／１２～１／２であり得、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、式１から決定された値以上であり得る。１：

式中、Ｃ_ＣＯは、水素化供給原料の体積百万分率における、分解されたガスがもたらした水素化供給原料４２中の一酸化炭素濃度であり、Ｒは、流量比である。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、フロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）であり得、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、１／２以下の流量比に対して０．９９以上であり得る。

本明細書に開示される方法の任意の実施形態はまた、アセチレン水素化単位５０を通常の操作条件に戻すことを含み得、第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率は、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を分離システム４０およびアセチレン水素化単位５０内に統合した後、８５％～９５％、または８８％～９２％の範囲に維持される。アセチレン水素化単位５０は、水素化供給原料４２の温度を上昇または低下させること、蒸気分解システム２０内で生成されるＣＯの量を増減させること、またはそれらの両方によって、アセチレン水素化単位５０の操作条件を調整することによって、通常の操作条件に戻され得る。

いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４は、ＦＣＤｈ流出物ストリーム３４全体未満の離散部分で、徐々に、分離システム４０に導入されるか、分解されたガス２８と組み合わせられるか、またはそれらの両方が行われ得る。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４は、流量比が約１／１２より大きいときに、分離システム４０内に徐々に統合され得る。ＦＣＤｈ流出物３４の各離散部分が、分離システム４０に導入されるか、分解されたガス２８と組み合わせられるか、またはそれらの両方が行われると、ＦＣＤｈ流出物３４の残りの部分は、ＦＣＤｈ流出物再循環３６を通してＦＣＤｈシステム３０に戻されて、またはＦＣＤｈシステム３０の上流の第２の炭化水素供給原料３２との組み合わせの中に戻されて、再循環され得る。本明細書に開示される方法のいずれかは、ＦＣＤｈ流出物３４の第１の部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の第１の部分を分離システム４０の上流の分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方を含み得、ＦＣＤｈ流出物３４の第１の部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の第１の部分を分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方は、水素化供給原料４２中のＣＯの濃度を増加させ、アセチレン水素化単位５０内のアセチレンの転化率を低減させる。

方法は、ＦＣＤｈ流出物の再循環３６を介して、ＦＣＤｈ流出物３４の残りの部分をＦＣＤｈシステム３０に戻して再循環させることをさらに含み得る。方法は、アセチレン水素化単位５０の温度を上昇させて、アセチレン水素化単位５０の第１の水素化反応器１５０内などの、アセチレン水素化単位５０内のアセチレンの転化率を、閾値アセチレン転化率を超えるまで増加させることを含み得る。アセチレン水素化単位５０の温度は、アセチレン水素化単位５０に送られる水素化供給原料４２の温度を上昇させることによって上昇させられ得る。方法は、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも第２の部分を分離システム４０に送ること、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも第２の部分を、分解されたガス２８および分離システム４０の上流のＦＣＤｈ流出物３４の第１の部分と組み合わせること、またはそれらの両方をさらに含み得、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも第２の部分を統合することは、水素化供給原料４２内のＣＯ濃度をさらに増加させ、アセチレン水素化単位５０内のアセチレンの転化率をさらに低減させる。第３の部分、第４の部分、第５の部分、および他の部分などの、ＦＣＤｈ流出物３４の追加の部分もまた、分離システム４０およびアセチレン水素化単位５０内に統合され得、ＦＣＤｈ流出物３４の各部分は、第１の水素化反応器１５０内のアセチレン転化率を増加させるステップに先行される。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４がもたらした水素化供給原料４２の一部分の質量流量は、分解されたガス２８がもたらした水素化供給原料４２の一部分の質量流量の０％超、かつ１２％以下であり得る。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４がもたらした水素化供給原料４２の一部分の質量流量は、分解されたガス２８がもたらした水素化供給原料４２の一部分の質量流量の４％～１２％または４％～８％であり得る。

追加的に、または代替的に、いくつかの実施形態では、分離器４０に送られるＦＣＤｈ流出物３４の一部分におけるＣ３およびＣ３成分の質量流量は、ＦＥＤＰ構成を有する流出物処理システム３８に関しての分解されたガス２８中のＣ３およびＣ３成分の質量流量の０％超、かつ１２％以下であり得る。いくつかの実施形態では、分離器４０に送られるＦＣＤｈ流出物３４の一部分におけるＣ３およびＣ３成分の質量流量は、ＦＥＤＰ構成を有する流出物処理システム３８に関しての分解されたガス２８中のＣ３およびＣ３成分の質量流量の４％～１２％、またはさらに４％～８％であり得る。いくつかの実施形態では、分離器４０に送られるＦＣＤｈ流出物３４の一部分におけるＣ２およびＣ２成分の質量流量は、ＦＥＤＥ構成を有する流出物処理システム３８に関しての分解されたガス２８中のＣ２およびＣ２成分の質量流量の０％超、かつ１２％以下であり得る。いくつかの実施形態では、分離器４０に送られるＦＣＤｈ流出物３４の一部分におけるＣ２およびＣ２成分の質量流量は、ＦＥＤＥ構成を有する流出物処理システム３８に関しての分解されたガス２８中のＣ２およびＣ２成分の質量流量の４％～１２％、またはさらに４％～８％であり得る。

いくつかの実施形態では、方法は、蒸気分解システム２０内で第１の炭化水素供給原料２２の少なくとも一部分を分解して、分解されたガス２８を生成することと、分離システム４０内で、分解されたガス２８を少なくとも水素化供給原料４２とアセチレン枯渇ストリーム４４とに分離することと、を含み得る。第１の炭化水素供給原料２２、蒸気分解システム２０、分解されたガス２８、分離システム４０、および水素化供給原料４２は、それぞれ、第１の炭化水素供給原料２２、蒸気分解システム２０、分解されたガス２８、分離システム４０、または水素化供給原料４２について本明細書で既に説明された特徴、特性、または特質のいずれかを有し得る。水素化供給原料４２は、少なくともアセチレン、ＣＯ、水素、および少なくとも１つの生成物を含み得る。方法は、水素化供給原料４２を、少なくとも第１の水素化反応器１５０および第２の水素化反応器１６０を含むアセチレン水素化単位５０内のアセチレン水素化触媒と接触させることをさらに含み得、接触させることが、水素化供給原料４２中のアセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物５２を生成する。方法は、第１の水素化反応器１５０内のアセチレンの転化率が、閾値アセチレン転化率以上であるように、水素化供給原料４２の温度を上昇させることをさらに含み得、閾値アセチレン転化率が、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分の統合前に、第１の水素化反応器１５０内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を統合した後に、閾値アセチレン濃度以下に維持される。方法は、ＦＣＤｈシステム３０内の第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部分を脱水素化して、ＦＣＤｈ流出物３４を生成することを含み得、ＦＣＤｈ流出物３４が、分解されたガス２８中のＣＯの濃度よりも高いＣＯの濃度を有する。第２の炭化水素供給原料３２、ＦＣＤｈシステム３０、およびＦＣＤｈ流出物３４は、それぞれ、第２の炭化水素供給原料３２、ＦＣＤｈシステム３０、およびＦＣＤｈ流出物３４について本明細書で既に説明された特徴、特質、または特性のいずれかを有し得る。方法は、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分離システム４０の上流の分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方をさらに含み得、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分離システム４０に導入すること、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部分を分解されたガス２８と組み合わせること、またはそれらの両方が、水素化供給原料４２中のＣＯの濃度を増加させる。ＦＣＤｈ流出物３４の一部分に起因する水素化供給原料４２中の高濃度のＣＯは、温度に依存せず、アセチレンの水素化の反応速度を低減させ得る。ＦＣＤｈ流出物３４の一部分が分離システム４０に導入されていないとき、分解されたガス２８と組み合わせられていないとき、またはそれらの両方のときの通常の操作温度に対して高温のアセチレン水素化単位５０が、水素化流出物５２中のアセチレンの濃度を閾値アセチレン濃度以下に維持し得る。

いくつかの実施形態では、水素化流出物５２中のアセチレンの濃度が、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を分離システム４０に導入する間か、ＦＣＤｈ流出物３４の一部分を分解されたガス２８と組み合わせる間か、またはそれらの両方で、閾値アセチレン濃度を上回って増加しない場合がある。既に説明された方法のいずれにおいても、閾値アセチレン濃度は、２．０ｐｐｍｖ以下、または１．０ｐｐｍｖ以下であり得る。

いくつかの実施形態では、分離システム４０は、フロントエンド脱プロパン塔であり得、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、１／１２以下の流量比に対して０．９５以上であり得、流量比は、本明細書で既に定義されている。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、フロントエンド脱プロパン塔であり得、流量比は、１／１２～１／２であり得、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、式１から決定された値以上であり得る。１：

式中、Ｃ_ＣＯは、水素化供給原料の体積百万分率における、分解されたガスがもたらした水素化供給原料４２中の一酸化炭素濃度であり、Ｒは、流量比である。いくつかの実施形態では、分離システム４０は、フロントエンド脱エタン塔であり得、第１の水素化反応器１５０内の閾値アセチレン転化率は、１／２以下の流量比に対して０．９９以上であり得る。

本開示の実施形態は、以下の実施例によってさらに明確にされ、これは、現在記載されている開示および／または特許請求された実施形態を限定するものとして解釈されるべきではない。

実施例１：ＦＣＤｈ流出物の生成および分析
実施例１では、ＦＣＤｈ流出物が生成され、Ｃ３＋化合物およびＣ３－化合物に関する組成について分析された。プロパン脱水素は、改良されたＤａｖｉｓｏｎ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｒｉｓｅｒ（ＤＣＲ）パイロット装置で実施され、このパイロット装置では、再生セクションにおいてその場で燃料燃焼が実施される。おおよそ４１００グラムのＧａ－Ｐｔ担持触媒が循環システムに充填され、約９０ｇの触媒が常時反応器内に存在するものとして計算された。ライザー（反応器）への流入温度は６３０℃に制御され、圧力は９０キロパスカル（ｋＰａ）のゲージ圧（１３ｐｓｉｇまたは１９１ｋＰａ／２７．７ｐｓｉａの絶対圧力）に設定された。高純度プロパンをシステムに注入して、１時間当たり約３．５のプロパンの重量空間速度（ＷＨＳＶ）を達成した。窒素（Ｎ_２）は、主に触媒のキャリアガスとしてシステムに同時供給された。プロパンの分圧は、ゲージ圧で約３０ｋＰａ（４．３ｐｓｉｇ）程度であった。触媒再生の温度は、７００℃～７５０℃の範囲であった。高純度メタン（ＣＨ_４）は、再生器で燃料ガスとして使用され、１時間当たり５０標準リットルの速度で注入された。

反応器システムを、定常状態操作を達成するのに十分な期間にわたって操作し、その時点で、反応器システムからのＦＣＤｈ流出物のサンプルが収集され、当分野で公知の技術を使用して組成について分析された。具体的には、ＦＣＤｈ流出物は、ＣＯ、二酸化炭素（ＣＯ_２）、Ｃ_２ならびにＣ_２－化合物（水素を含む）、およびＣ_３化合物の濃度を決定するために分析された。結果を以下の表１に示す。

データは、ＦＣＤｈ流出物中のＣＯ濃度が、アセチレン水素化単位への典型的な水素化供給原料中のＣＯ濃度よりもはるかに高くなる可能性があり、水素化供給原料は、蒸気分解システムからの分解されたガスのみを含むことを示している。分解されたガスのみが分離器に導入されたときの水素化供給原料中のＣＯの典型的な濃度は、フロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）構成およびフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）構成について表２に示している。加えて、ＦＣＤｈ流出物３４中のアセチレン濃度は、５０ｐｐｍｖ未満である。したがって、このアセチレンの濃度は、ＦＣＤｈシステムの統合なしの蒸気分解システム内のアセチレンコンバータへの供給原料ストリーム中のアセチレンの濃度よりも桁違いに低いことがわかった。以下の表２には、分解されたガスのみが分離器に導入されたときの水素化供給原料中のアセチレンの典型的な濃度を示している。表２には、フロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）およびフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）構成のデータを示している。

実施例２ ＦＣＤｈおよび蒸気分解の統合のモデリング
アセチレン水素化単位でよく実施されている経験的モデルが、ＦＣＤｈシステムからのＦＣＤｈ流出物と蒸気分解システムからの分解されたガスとが組み合わせられたときのアセチレン水素化単位内のアセチレン転化率変化を評価するために、使用される。分解されたガスに対するＦＣＤｈ流出物の比率の変動、分解されたガス中のＣＯレベル、アセチレン水素化単位の個々のアセチレン水素化反応器間の転化率の分配、および分離システム構成に関して調査を実施した。経験的モデルでは、便宜上、ＦＣＤｈ流出物中のＣＯ濃度を１２００ｐｐｍｖに設定した。ＦＣＤｈ流出物中のアセチレンの濃度は、その超低濃度に起因して含めなかった。

モデルで使用されるアセチレン水素化単位は、直列の３つの水素化反応器（Ａ、Ｂ、Ｃ）の構成を有し、水素化反応器の各々は、ＦＥＤＰプロセス構成に典型的である同等の反応器寸法を有している。反応器Ａ（第１の水素化反応器）がアセチレン転化の大部分を実行し、反応器Ｂが転化の残りを完了させる。反応器Ｃは、一般に、水素化流出物がアセチレン濃度に関して仕様外になることを防止するための研磨床である。水素化流出物中の閾値アセチレン濃度を、１ｐｐｍｖ未満になるように設定した。反応器Ａ、Ｂ、Ｃの間のアセチレン転化率の分配は、流入温度を決定するために目標値に設定される。モデルにおける蒸気分解器からの分解されたガスに使用される組成を以下の表３に示す。

アセチレン水素化単位の全体的なＧＨＳＶは、ＦＣＤｈ流出物なしで５０００時間－１である。実施例１のＦＣＤｈ流出物の組成は、モデル予測におけるＦＣＤｈ流出物の組成として使用される。

ＦＣＤｈ流出物を導入する前に、アセチレン水素化単位は、通常、ＦＥＤＰ構成の蒸気分解システムの第１の水素化反応器（反応器Ａ）と第２の水素化反応器（反応器Ｂ）との間で９０％：１０％の転化率の分配で操作される。第３の水素化反応器（反応器Ｃ）は、典型的には、研磨床として存在し得る。ＦＣＤｈシステムが始動し、ＦＣＤｈ流出物が蒸気分解システムからの分解されたガスとの組み合わせの中に導入され、結果物である水素化供給原料が操作条件を調整せずに第１の水素化反応器に送られる場合、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率が、組み合わせられたストリーム中のより高いＣＯ濃度に起因して、減少することになる。第１の水素化反応器内の転化率が８５％を下回る場合、望ましいアセチレン濃度よりも高い仕様外エチレンを生成するリスクが高くなる（例えば、アセチレン水素化単位からのアセチレンの貫流）。したがって、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率は、分解されたガスとの組み合わせの中へのＦＣＤｈ流出物の導入前に水素化供給原料の流入温度を上昇させることによって増加して、組み合わせられた生成物ストリームに関して、アセチレン転化率が少なくとも８５％になることを確実にする。

モデリングは、最初に、表３に示されている蒸気分解システムからの分解されたガスのＣ３およびＣ３成分と、実施例１の表１に示されているＦＣＤｈ流出物のＣ３およびＣ３成分と、を含んだ、組み合わせられたストリームを用いて実行された。組み合わせられたストリーム内のＣ３およびＣ３カットは、関心対象の水素化供給原料である。第１の水素化反応器に送られた水素化供給原料の流入温度は、組み合わせられたストリームに関して第１の水素化反応器内で８５％のアセチレン転化率に到達するために決定される。第２および第３の水素化反応器の流入温度は、第１の水素化反応器の流入温度より２℃低く設定されている。組み合わせられたストリームを処理するための水素化供給原料の同じ流入温度が、ＦＣＤｈ流出物を導入する前の分解されたガスのみの場合（水素化供給原料が蒸気分解システムのみから入る）の第１の水素化反応器内のアセチレンの安全な操作転化率（閾値アセチレン転化率）を決定するために使用される。

実施例２では、ＦＣＤｈ流出物を導入した後の第１の水素化反応器内の少なくとも８５％のアセチレン転化率を達成するためにＦＣＤｈ流出物を導入する前の第１の水素化反応器内のアセチレンの最小安全操作転化率（閾値アセチレン転化率）を、分解されたガス中のＣＯ濃度を変化させるために決定した。ＣＯ濃度を、５０ｐｐｍｖ～３００ｐｐｍｖで、５０ｐｐｍｖ間隔で変化させた。図６は、分解されたガスがもたらす水素化供給原料中のＣＯ濃度の関数として、ＦＣＤｈ流出物の統合後に第１の水素化反応器内で少なくとも８５％のアセチレン転化率を結果的に維持するＦＣＤ流出物の統合直前の第１の水素化反応器内の閾値アセチレン転化率（ｙ軸）を示す。８５％を下回るアセチレン転化率では、アセチレンが貫流して、仕様外エチレン生成物ストリームを生成する高い可能性が存在する。図６では、データ系列６０２は、分解されたガスがもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量の８％に等しい、ＦＣＤｈ流出物がもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量に関して、分解されたガスがもたらした水素化供給原料中のＣＯ濃度の関数としての閾値アセチレン転化率である。データ系列６０４は、分解されたガスがもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量の１２％に等しい、ＦＣＤｈ流出物がもたらした水素化供給原料の一部分の質量流量に関して、分解されたガスがもたらした水素化供給原料中のＣＯ濃度の関数としての閾値アセチレン転化率である。ＦＣＤｈ流出物の一部分を導入した後に仕様外エチレンが存在しないことを確保するために、第１の水素化反応器内のアセチレンの転化率は、８％の流量比に関して図６のデータ系列６０２以上、または１２％の流量比に関して図６のデータ系列６０４以上であるべきである。直線６１２は、線６１２上のすべての点がデータ系列６０２を上回って描かれ得、直線６１４上は、線６１４上のすべての点がデータ系列６０４を上回って描かれ得る。したがって、線６１２上または線６１２を上回る任意の点は、８％以下の流量比に関して閾値アセチレン転化率を超える、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率を常に有することになる。したがって、線６１４上または線６１４を上回る任意の点は、１２％以下の流量比に関して閾値アセチレン転化率を超える、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率を常に有することになる。流量比Ｒ＜１／２を有する所与の統合されたＦＣＤｈ－蒸気分解器システムに関して、必要な最小アセチレン転化率は、再び以下に示される方程式１の単純な線形関係で表され得る。

式中、Ｃ_ＣＯは、水素化供給原料の体積百万分率における、分解されたガスがもたらした水素化供給原料４２中の一酸化炭素濃度であり、Ｒは、流量比である。したがって、アセチレン水素化単位の温度は、方程式１を使用して計算された転化率を上回ってアセチレン転化率を増加させるために上昇され得る。１．第１の水素化反応器内のこの増加したアセチレン転化率は、分解されたガスからの水素化供給原料の流量の１／２よりも小さい、ＦＣＤｈ流出物からの水素化供給原料の一部分が、分離システムに導入された後、または分解されたガスと組み合わせられた後、アセチレン転化率が８５％を上回って留まることになることを確保し得る。

実施例３：第１の反応器内のアセチレン転化率を９６．５％超に維持するためのＦＥＤＥ構成におけるＦＣＤｈおよび蒸気分解の統合のモデリング
実施例３では、ＦＥＤＥ構成を有する蒸気分解システムと統合されたＦＣＤｈシステムを含む、オレフィンを生成するための統合プロセスを、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率を９６．５％超に維持するためにモデル化した（それを下回る転化率では、アセチレンが貫流してエチレンを仕様外にする高い可能性が存在する）。モデリングを、実施例２で説明されたプロセスに従って実施した。実施例３では、ＦＥＤＥ構成のための流量比Ｒは、４％に等しかった。図７を参照すると、ＦＣＤｈ流出物の統合後に少なくとも９６．５％のアセチレン転化率を結果的に維持する第１の水素化反応器内の閾値アセチレン転化率が、水素化供給原料中の分解されたガスがもたらしたＣＯ濃度の関数として示されている。結果は、一般的に用いられているＣＯ範囲内で、第１の水素化反応器内のアセチレン転化率が９９％以上であり、アセチレン転化率がＦＣＤｈ流出物の統合後に少なくとも９６．５％を維持することを確保し得ることを示している。

以下の特許請求の範囲のうちの１つ以上は、用語「ここで」を移行句として利用していることに留意されたい。本発明を定義する目的で、この用語は、構造の一連の特徴の列挙を導入するために使用される制限のない移行句として特許請求の範囲に導入され、より一般的に使用される制限のないプリアンブル用語「を含む」と同様に解釈されるべきであることに留意されたい。

一般に、本明細書に説明される、オレフィンを生成するための統合プロセス１０の任意のシステム単位の「流入ポート」および「流出ポート」とは、システム単位の開口部、孔、チャネル、開口、間隙、または他の同様の機械的特徴を指す。例えば、流入ポートは、特定のシステム単位への材料の流入を可能にし、流出ポートは、特定のシステム単位からの材料の流出を可能にする。一般に、流出ポートまたは流入ポートは、パイプ、導管、チューブ、ホース、材料移送ライン、または同様の機械的特徴が取り付けられる統合プロセス１０のシステム単位の領域、または別のシステム単位が直接取り付けられる、システム単位の一部分を画定する。流入ポートおよび流出ポートは、操作中に機能的に本明細書で説明される場合があるが、それらは同様のまたは同一の物理的特徴を有することができ、操作システムにおけるそれらのそれぞれの機能は、それらの物理的構造を制限するものとして解釈されるべきではない。

本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加え得ることが当業者には明らかであろう。本発明の趣旨および実体を組み込んでいる開示された実施形態の変更の組み合わせ、副組み合わせ、および変形は、当業者に思い付き得るため、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内のすべてを含むと解釈されるべきである。

Claims (15)

1. オレフィンを生成するための統合システムのアセチレン水素化単位を操作するための方法であって、
   分離システムにおいて、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物を少なくとも水素化供給原料とアセチレン枯渇ストリームとに分離することであって、前記水素化供給原料が、少なくともアセチレン、一酸化炭素、および水素を含む、分離することと、
   第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物の少なくとも一部分を前記分離システムに導入すること、または
   前記第２のプロセス流出物の前記少なくとも一部分を、前記分離システムの上流の前記第１のプロセス流出物と組み合わせることであって、
   前記第２のプロセス流出物の前記一部分を前記分離システムに導入すること、前記第２のプロセス流出物の前記一部分を前記第１のプロセス流出物と組み合わせること、もしくはそれらの両方が、前記水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度を増加させる、導入すること、もしくは組み合わせることのうちの一方または両方と、
   前記アセチレン水素化単位において前記水素化供給原料をアセチレン水素化触媒と接触させることであって、前記水素化供給原料中の前記アセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物を生成する、接触させることと、を含み、
   前記水素化供給原料中の高濃度の一酸化炭素が、前記アセチレンの前記水素化の反応速度を低減させ、前記反応速度の前記低減が、温度に依存せず、
   前記水素化供給原料中の前記高濃度の一酸化炭素が、前記第２のプロセス流出物の前記一部分に起因し、
   前記アセチレン水素化単位が、通常の操作温度に対して高温で操作され、通常の操作温度は、前記第２の流出物の前記一部分が、前記分離システムに導入されていないか、前記第１のプロセス流出物と組み合わせられていないか、またはそれらの両方であるときに起こり、前記水素化流出物中のアセチレンの濃度が、閾値アセチレン濃度未満である、方法。
2. 前記水素化流出物中のアセチレンの前記濃度が、前記第２のプロセス流出物の前記一部分を前記分離システムに導入する間か、前記第２のプロセス流出物の前記一部分を前記第１のプロセス流出物と組み合わせる間か、またはそれらの両方で、前記閾値アセチレン濃度を上回って増加しない、請求項１に記載の方法。
3. 前記閾値アセチレン濃度が、２．０ｐｐｍｖ以下、または１．０ｐｐｍｖ以下である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記アセチレン水素化単位が、少なくとも第１の水素化反応器、および前記第１の水素化反応器の下流にある第２の水素化反応器を含み、
   前記アセチレン水素化単位の前記高温が、前記第２のプロセス流出物の前記一部分を統合する直前に、前記第１の水素化反応器内のアセチレン転化率を、閾値アセチレン転化率を超えるまで増加させるために十分であり、前記閾値アセチレン転化率が、前記第２のプロセス流出物の前記一部分の統合前に、前記第１の水素化反応器内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、前記水素化流出物中の前記アセチレン濃度が、前記第２のプロセス流出物の前記一部分を統合した後に、前記閾値アセチレン濃度以下に維持される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔であり、前記第１の水素化反応器内の前記閾値アセチレン転化率が、１／１２以下の流量比で０．９５以上であり、前記流量比が、前記第２のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の一部分の質量流量を、前記第１のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の別の部分の質量流量で除算したものである、請求項４に記載の方法。
6. 前記分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔であり、
   流量比が、１／１２～１／２であり、前記流量比が、前記第２のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の一部分の質量流量を、前記第１のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の別の部分の質量流量で除算したものであり、
   前記第１の水素化反応器内の前記閾値アセチレン転化率が、ｍｉｎ［（－０．０００２４×Ｃ_ＣＯ＋０．５×Ｒ＋０．９４２），０．９９］から計算された値以上であり、式中、Ｃ_ＣＯが、前記水素化供給原料の体積百万分率における分解されたガスがもたらした前記水素化供給原料中の一酸化炭素濃度であり、Ｒが、流量比である、請求項４に記載の方法。
7. 前記分離システムが、フロントエンド脱エタン塔であり、前記第１の水素化反応器内の前記閾値アセチレン転化率が、１／２以下の流量比で０．９９以上であり、前記流量比が、前記第２のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の一部分の質量流量を、前記第１のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の別の部分の質量流量で除算したものである、請求項４に記載の方法。
8. 前記第２のプロセス流出物の第１の部分を前記分離システムに導入すること、前記第２のプロセス流出物の前記第１の部分を前記分離システムの上流の前記第１のプロセス流出物と組み合わせること、またはそれらの両方であって、前記第２のプロセス流出物の第１の部分を前記分離システムに導入すること、前記第２のプロセス流出物の前記第１の部分を前記第１のプロセス流出物と組み合わせること、もしくはそれらの両方が、前記水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度を増加させ、前記アセチレン水素化単位内のアセチレンの転化率を低減させる、導入すること、組み合わせること、またはそれらの両方と、
   前記第２のプロセス流出物の残りの部分を前記第２のオレフィン生成プロセスに戻して再循環させることと、
   前記アセチレン水素化単位の温度を上昇させて、前記アセチレン水素化単位内のアセチレンの前記転化率を増加させることと、
   前記第２のプロセス流出物の少なくとも第２の部分を前記分離システムに送ること、前記第２のプロセス流出物の少なくとも第２の部分を、第１のプロセス流出物および前記分離システムの上流の前記第２のプロセス流出物の前記第１の部分と組み合わせること、またはそれらの両方であって、前記第２のプロセス流出物の少なくとも第２の部分を統合することが、前記水素化供給原料中の前記一酸化炭素の濃度をさらに増加させ、前記アセチレン水素化単位内の前記アセチレンの転化率を低減させる、送ること、組み合わせること、またはそれらの両方と、をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第２のプロセス流出物の前記第１の部分がもたらした前記炭化水素供給原料の一部分の質量流量が、前記第１のプロセス流出物がもたらした前記水素化供給原料の別の部分の前記質量流量の０％超、かつ１２％以下である、請求項８に記載の方法。
10. 前記第２のプロセス流出物の少なくとも一部分を導入する前に、前記第１のプロセス流出物の一酸化炭素濃度を増加させることをさらに含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第２のプロセス流出物の前記一部分を導入した後、前記第１のプロセス流出物中の一酸化炭素の濃度を減少させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記アセチレン水素化単位が、前記第２の水素化反応器の下流の第３の水素化反応器を含む、請求項４～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記水素化供給原料が、少なくとも１つの生成物を含み、前記少なくとも１つの生成物が、エチレン、プロピレン、メタン、エタン、プロパン、またはこれらの組み合わせのうちの１つ以上を含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第１のプロセス流出物が、蒸気分解システムからの分解されたガスであり、前記第２のプロセス流出物が、流動接触分解（ＦＣＤｈ）システムからの流動接触分解流出物である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）システムからの流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）流出物を統合する蒸気分解システムのアセチレン水素化単位を操作するための方法であって、
    蒸気分解単位内の第１の炭化水素供給原料の少なくとも一部分を分解して、分解されたガスを生成することと、
    前記分解されたガスを、分離システムにおいて、少なくとも水素化供給原料とアセチレン枯渇ストリームとに分離することであって、前記水素化供給原料が、少なくともアセチレン、一酸化炭素、水素、および少なくとも１つの生成物を含む、分離することと、
    少なくとも第１の水素化反応器および第２の水素化反応器を含む前記アセチレン水素化単位において、前記水素化供給原料をアセチレン水素化触媒と接触させることであって、前記水素化供給原料中の前記アセチレンの少なくとも一部分の水素化を引き起こして、水素化流出物を生成する、接触させることと、
    前記第１の水素化反応器内のアセチレンの転化率が、閾値アセチレン転化率以上であるように、前記水素化供給原料の温度を上昇させることであって、前記閾値アセチレン転化率が、前記ＦＣＤｈ流出物の前記一部分の統合前に、前記第１の水素化反応器内で最小のアセチレン転化率であり、それを上回る場合、前記水素化流出物中の前記アセチレン濃度が、前記ＦＣＤｈ流出物の前記一部分を統合した後に、前記閾値アセチレン濃度以下に維持される、上昇させることと、
    前記ＦＣＤｈシステム内の第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部分を脱水素化して、前記ＦＣＤｈ流出物を生成することであって、前記ＦＣＤｈ流出物が、前記分解されたガス中の一酸化炭素の濃度よりも高い一酸化炭素の濃度を有する、生成することと、
    前記ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を前記分離システムに導入すること、前記ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を前記分離システムの上流の前記分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方であって、前記ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を前記分離システムに導入すること、前記ＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部分を前記分解されたガスと組み合わせること、またはそれらの両方が、前記水素化供給原料中の一酸化炭素の濃度を増加させる、導入すること、組み合わせること、またはそれらの両方と、を含み、
    前記ＦＣＤｈの前記一部分に起因する前記水素化供給原料中の高濃度の一酸化炭素が、前記アセチレンの前記水素化の反応速度を低減させ、前記反応速度の前記低減が、温度に依存せず、
    通常の操作温度に対して前記高温の前記アセチレン水素化単位が、水素化流出物中のアセチレンの前記濃度を閾値アセチレン濃度以下に維持し、通常の操作温度は、前記ＦＣＤｈ流出物の前記一部分が、前記分離システムに導入されていないとき、分解されたガスと組み合わせられていないとき、またはそれらの両方のときに生じる、方法。
    
    

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