JP2024515858A - 酸化的脱水素化（ｏｄｈ）反応器システムにおける供給物希釈のための統合 - Google Patents

Abstract

エチレンを製造するためのシステム及び方法であって、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化すること、ＯＤＨ反応器からの流出物（少なくともエチレン、水、及び酢酸を含む）を排出すること、ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物を処理するために、流出物から熱を回収すること、供給物の水希釈を行う際に供給物に添加するために、流出物からリサイクル水として水を回収すること、及びＯＤＨ反応器へのエタン、酸素及びリサイクル水を含む混合供給物を得るために、供給物に酸素を添加すること、を含む、システム及び方法。【選択図】図１１

Description

（技術分野）
この開示は、エチレンを製造するための酸化的脱水素化（ＯＤＨ）に関する。

（優先権の主張）
この出願は、２０２１年４月２８日に出願された米国仮出願第６３／１８１，０８６号に基づく優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

対応するアルケンへのアルカンの触媒酸化的脱水素化は、スチームクラッキングの代替手段である。スチームクラッキングとは対照的に、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）は低温で操作でき、一般にコークスを生成しない。エチレン製造の場合、ＯＤＨは、スチームクラッキングよりも高いエチレン収率を提供することができる。このＯＤＨは、アルカンを対応するアルケンに転化するための触媒を有する反応容器内で行うことができる。酢酸は、低級アルカン（例えばエタン）を対応するアルケン（例えばエチレン）に転化する際に生成し得る。

二酸化炭素は、人間の活動によって排出される主な温室効果ガスである。二酸化炭素（ＣＯ_２）は、ＯＤＨ施設を含む様々な産業及び化学プラント施設で発生し得る。このような施設では、エネルギーをより効率的に利用することにより、施設でのＣＯ_２排出量が削減され、その結果、施設のＣＯ_２フットプリントが減少する可能性がある。

一態様は、エタンに水を添加して混合物を得る工程と、混合物を、供給物熱交換器を通して流し、ＯＤＨ反応器からの流出物からの熱を用いて混合物を加熱する工程と、混合物に酸素を添加して、ＯＤＨ反応器用の混合供給物を得る工程と、を含む、エチレンを製造する方法に関する。この方法は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程と、ＯＤＨ反応器から流出物を排出する工程とを含み、流出物は、エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応エタンを含む。

別の態様は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程であって、ＯＤＨ反応器内で酢酸を形成する、工程と、ＯＤＨ反応器からのエチレン、酢酸、及び水を含む流出物を排出する工程と、を含む、エチレンを製造する方法に関する。この方法は、フラッシュドラム内で流出物をガスと原料酢酸に分離する工程を含み、ガスはエチレン、水、酢酸、エタン、二酸化炭素、一酸化炭素を含み、原料酢酸は酢酸と水を含む。この方法は、酢酸スクラバー容器内でガスから酢酸及び水を除去する工程と、酢酸スクラバー容器から排出されるボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程とを含む。

さらに別の態様は、エタンをエチレンに脱水素化し、エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及びエタンを含む流出物を排出するためのＯＤＨ触媒を有する酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器を備える、エチレン製造システムに関する。エチレン製造システムは、ＯＤＨ反応器からの流出物をガスと原料酢酸に分離するフラッシュドラムを備え、ガスはエチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及びエタンを含み、原料酢酸は酢酸及び水を含む。エチレン製造システムは、ガスから酢酸及び水を除去し、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水としてボトム流を排出するための酢酸スクラバー容器を備え、ボトム流は酢酸及び水を含む。エチレン製造システムは、流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器、及び／又は、リサイクル水とエタンの混合物を受け取り、流出物を用いてこの混合物を加熱するためのクロス交換器を備えてもよい。エチレン製造システムは、リサイクル水と酸素の混合物を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用に、流出物を用いて混合物を加熱するためのクロス交換器を備えてもよい。

さらに別の態様は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程と、ＯＤＨ反応器からの流出物（エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応エタンを含む）を排出する工程と、ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物を処理するために、流出物から熱を回収する工程と、供給物の水希釈を行う際に供給物に添加するために、流出物からリサイクル水として水を回収する工程と、ＯＤＨ反応器へのエタン及び酸素を含む混合供給物を得るために、供給物に酸素を添加する工程であって、混合供給物は、流出物からリサイクル水として回収された水を含み、リサイクル水は前記供給物に添加される、工程と、を含む、エチレンを製造する方法に関する。

さらに別の態様は、エタンをエチレンに脱水素化するＯＤＨ反応器からの流出物（エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応のエタンを含む）を排出する工程を含む、エチレンを製造する方法に関する。この方法は、ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物の水希釈を行う工程を含む。この水希釈は、エタンにリサイクル水を添加することを含む。この方法は、流出物から水を回収して、水希釈を行うためのリサイクル水として回収水を得る工程を含む。この方法は、水希釈の下流にある供給物を、供給物熱交換器を通して流し、供給物を流出物を用いて加熱する工程と、供給物に酸素を添加して、供給物をＯＤＨ反応器用の混合供給物として得る工程とを含む。

１つ以上の実施態様の詳細は、添付図面及び以下の明細書に記載されている。その他の特徴及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかであろう。

図１は、エチレン製造システムを示す図である。 図１のエチレン製造システムの酢酸ユニットの一実施形態の図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 エチレン製造システムの実施形態を示す図である。 不活性濃度の関数としての可燃性限界のプロットである。 エチレン製造方法のブロックフロー図である。上記の様々な図面における同様の参照番号や表記は、同様の要素を示している。

実施形態は、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器システム及び供給物希釈を含むＯＤＨ反応器供給物の設備における統合を対象とする。この統合には、エネルギー統合と水リサイクルの両方が含まれる。エネルギー統合は、ＯＤＨ反応器への供給物を加熱するために、及び、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するための熱を供給するために、ＯＤＨ反応器流出物から熱を供給することを含むことができる。供給物の希釈には、供給物に水（蒸気）希釈剤を添加することを含めることができる。

ＯＤＨ反応器供給物を希釈するためのＯＤＨ反応器システムにおける水リサイクルの統合は、水回収又はシステム水循環と表記することができる。水のリサイクルには、ＯＤＨ反応器流出物から回収された水を、水希釈剤として添加するための回収水又はリサイクル水として、ＯＤＨ反応器供給物に供給することを含めることができる。いくつかの実施態様では、ＯＤＨ反応器流出物から回収される水を、ＯＤＨ反応器供給物の希釈に用いることで、この供給物を水で希釈するための外部水をほとんど、又は全く取り込まない、閉回路水システムに近づけることができる。

本開示は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化することを含む。酢酸もＯＤＨ反応器内で形成され得る。ＯＤＨ反応器から排出される流出物には、少なくともエチレン、酢酸、水、二酸化炭素（ＣＯ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）、未反応エタンが含まれる。前述したように、いくつかの態様は、供給物に希釈剤（例えば、水）を添加することを含む、ＯＤＨ反応器用の供給物を処理することを対象としている。

エチレンを製造するＯＤＨ反応器技術の利点は、エチレンを製造するスチームクラッキングと比較して、ＣＯ_２排出量が少なく、エネルギー効率が高いことである。これらの利点をさらに進めるために、本明細書の実施形態は、ＯＤＨ反応器システム内のプロセス流の有益な利用を組み込むために、ＯＤＨ反応器プラント内でのプロセス統合を含むことができる。

ＯＤＨ反応器への供給混合物は、典型的には、少なくともエタンと酸素を含む。混合供給物を可燃性条件の範囲外（可燃性エンベロープの範囲外）に維持するために、混合供給物を希釈してもよい。蒸気又は蒸発した水は、例えば、実施においてＯＤＨ反応器生成物流（流出物）からの水の分離が比較的簡単であることから、魅力的な希釈剤となり得る。

供給物を希釈するために、一般にかなりの量の水が使用されることがある。したがって、供給物への希釈剤として添加するための蒸発水を生成するために、液体水を蒸発させることは、かなりの熱を利用することになる可能性がある。さらに、ＯＤＨ反応器流出物からの水蒸気（供給物に添加されたもの）を冷却して凝縮させることで、かなりの冷却能力を使用することができる。これらは、以下に述べるように、供給物希釈システムと反応器流出物の冷却、酢酸ユニット、及び酢酸スクラビングの間の水と熱の統合を改善する理由である。これらの統合の改善により、追加の水供給の必要性が軽減又は排除され、蒸気及び冷却塔システムの負荷が軽減される可能性がある。

閉回路の給水システム（又は実質的に閉回路）を導入することもできる。この回路では、水を、反応器への混合供給物に添加し、反応器流出物から酢酸とともに凝縮し、酢酸から分離し、酢酸スクラバーにリサイクルし、次いで、供給物希釈システムに供給することができる。これにより、供給物希釈における外部からの給水の必要性が軽減されるか、又は一般に排除される可能性がある。

反応器への炭化水素供給物に水蒸気を添加するために、実施形態では、例えば、希釈蒸気ドラム又は飽和塔を使用することができる。希釈蒸気ドラムは、希釈蒸気を供給する上ではより簡単かもしれないが、残念ながら中圧蒸気のような高価な熱源に依存する可能性がある。実施態様では、代わりに中圧蒸気を、例えば蒸気タービンの駆動に有効に利用することができる。飽和塔は、炭化水素（例えば、エタン）ガス及び／又は酸素ガスを水蒸気で飽和させ、比較的大量の水を循環させることができる。希釈システム（希釈蒸気ドラム又は飽和塔を含む）のエネルギー需要を低減するために、エタン及び／又は酸素を、熱交換器内で反応器流出物又は蒸気（例えば、低圧蒸気又は中圧蒸気）などの加熱媒体に対して水蒸気で飽和させることもできる。

この開示は、エネルギー統合及び水統合を捉えており、これらは蒸気希釈剤を提供する。９つのオプション例を以下に示す。これらは、ＯＤＨ反応器プラント構成にエタン／酸素供給物と水とを混合して供給するための統合を目的とする。９つのオプションは例として示されている。他の構成も適用可能である。オプション２～９は、基本ケースとしてのオプション１と比較して、エネルギー消費量の最大４０％以上の削減を促進する。オプション１は、炭化水素飽和塔をＯＤＨ反応器プラントにエネルギー統合する場合の基本ラインケースと考えることができる。図には一段ＯＤＨ反応器（例えば、供給物成分が入口で添加される）が示されているが、記載された技術は、多段反応器及び複数の段階間供給物添加を伴う反応器を含む、他のＯＤＨ反応器構成にも適用可能である。

エタン（及び酸素）供給物を水で飽和させるための構成を伴う実施形態は、ＯＤＨ反応器からの反応器流出物を冷却し、流出物から熱を有益に回収するためのプロセス統合を対象とすることができる。提示されたオプションでは、反応器から排出される反応器流出物は、最初に（超）高圧蒸気の発生又は過熱に利用することができ、その後、流出物は反応器供給物と相互に交換され、反応器供給物を加熱し、流出物を冷却する。

実施形態には、ＯＤＨ反応器からエチレン、酢酸、及び水を含む流出物を排出することを含めることができ、当該流出物を、蒸気発生熱交換器を通して排出することにより、蒸気を発生させること、及び、供給物熱交換器（クロス交換器）を通して排出することにより、ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物を加熱することも、含めることができる。前述したように、流出物にはＣＯ_２、ＣＯ、及び未反応エタンも含まれ得る。原料酢酸は、流出物から分離することができる。原料酢酸は、流出物中の酢酸と水の大部分を占め、それが凝縮したものであり得る。原料酢酸を酢酸ユニット内で処理して、酢酸生成物を得ることができる。エチレン及び未反応エタンを含むガス（さらにＣＯ及びＣＯ_２も含む場合もある）を、流出物から分離し、スクラビングして酢酸と水を除去し、プロセスガスを得ることができる。除去される酢酸と水は、一般に、原料酢酸中に回収されなかった流出物からの酢酸及び水の残りであり得る。実施態様では、プロセスガスは、さらなる処理のためにプロセスガス圧縮機に送られ、エチレン生成物を得ることができる。

示されているように、供給物及びＯＤＨ反応器内のエタン－酸素混合物の可燃性エンベロープの範囲外に留まるようにするために、希釈剤が使用される。前述したように、蒸発した水又は蒸気を希釈剤として使用することができる。ＯＤＨ反応器へのエタン、酸素、及び水を含む混合供給物の圧力と温度に基づいて、目標酸素濃度は異なる場合がある。希釈剤としての水をエタン及び酸素と混合するために、いくつかのプロセス構成スキーム（例えば、エタン飽和塔、酸素飽和塔などを含む）を実施することができる。異なる供給物飽和スキームとＯＤＨ反応器流出物による加熱を含む熱統合オプションを比較した。

供給物エタンを脱水素化して生成物エチレンとし、副生成物である酢酸を生成する、ＯＤＨ反応は、例えば、低温ＯＤＨ触媒（例えば、ＭｏＶＮｂＴｅＯｘやＭｏＶＮｂＴｅＯｘなどの混合金属酸化物）を用いて３００～４５０℃の温度で起こり、高い選択率でエチレンを生成することができる。この反応は、酸素ガスとエタンを化学量論比０．５以上でＯＤＨ反応器に供給することを含んでもよい。これは、エタン－酸素混合ガス中の酸素ガス３３．３体積％（ｖｏｌ％）とエタン６６．６体積％（ｖｏｌ％）に相当する。偶然にも、これはエタンの６６．０体積％における可燃性上限（ＵＦＬ）、すなわち２５℃、１００キロパスカル（ｋＰａ）に相当し得る。温度と圧力が高くなると、混合物の可燃性上限を超えないようにするため、エタン－酸素混合物中に許容される酸素の量が低下する（減少する）ことがある。例えば、３００℃、５００ｋＰａでは、エタン－酸素混合物中のエタンのＵＦＬは約８１体積％である。これは、混合物中の許容酸素濃度が１９体積％未満であることを意味する。これを図１０に示す。この酸素の量は、化学量論的反応に必要な量より少ないため、エタン転化率が低くなる（例えば、混合物中の酸素が１９体積％の場合、エタン転化率は約４０％低下する）。これにより、ＯＤＨ反応器流出物中に未反応のエタンが大量に含まれるため、下流のＣ２スプリッターに高い負荷がかかる可能性がある。

高温及び／又は高圧で酸素対エタン比を高める方法は、エタン－酸素混合物に希釈剤を添加することである。希釈剤の例としては、窒素、ＣＯ_２、蒸気、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、メタンなどが挙げられる。これらすべての希釈剤のクエンチングポテンシャルに基づくと、断熱火炎温度１６００Ｋでのクエンチングファクター１．７５１を有するＣＯ_２が最も効果的であると考えられる。しかし、残念なことに、希釈剤として使用されたＣＯ_２及び反応中に発生したＣＯ_２は、通常、ＯＤＨ生成物流から分離する必要がある。この分離は、例えば、アミン塔と苛性塔の両方を用いて行うことができる。分離されるＣＯ_２の量によっては、アミン及び苛性システムは非効率であり、操作に比較的費用がかかる場合がある。希釈剤として窒素、Ｈｅ、Ａｒ、又はメタンを使用する場合、希釈剤はプロセスガスとともに下流の装置を通過するため、装置のサイズが大きくなる。さらに、これらのガスを分離するのに必要なユーティリティが高くつく場合があり、操作コストが高くなる可能性がある。

スチームのクエンチングポテンシャルは１．２５９であり、ＣＯ_２を除く上述の他の希釈剤よりも効果的である可能性がある。生成物流を下流の装置に送る前に、冷却によってＯＤＨプロセスガスから蒸気を除去することで、他のタイプの希釈剤と比較して、蒸気を希釈剤として使用することが魅力的になる。ただし、固定床反応器ユニットで行われた試験やその他の情報が示すように、スチームは不活性希釈剤でない可能性がある。蒸気は、酢酸の形成を触媒する可能性がある。したがって、希釈に必要な量を減らすことにより、生成される酢酸の量への影響を軽減できる。

本明細書の態様には、ＯＤＨ反応器用の供給物を希釈及び混合することが含まれる。前述したように、いくつかのオプションが例として示されている。

エチレンを製造するＯＤＨ反応プロセスにおける２つの主要な熱需要は、（１）混合供給物を希釈するための供給物飽和、及び（２）酢酸（ＡＡ）生成物流を供給する酢酸（ＡＡ）ユニット内の溶剤回収塔、である。このプロセスの２つの主な冷却需要は、（１）反応器流出物の冷却、及び（２）ＡＡユニットの溶剤回収塔からのオーバーヘッド流の凝縮、である。

エネルギー統合と、水を用いた上流での供給物飽和を含むＯＤＨ反応器システムの全体的なエネルギー効率の向上により、運転経費及び二酸化炭素などの温室効果ガスの排出量が削減される可能性がある。反応器供給物の飽和、酢酸回収、及び反応器流出物の冷却のエネルギー統合が開示されている。このような統合は、一般に、ＯＤＨ反応器プラント全体の運転経費の削減だけでなく、少なくとも蒸気システム、冷却水システム、及び酢酸ユニットに対する資本経費の削減にもつながる可能性がある。

反応器供給物の飽和と反応器流出物のエネルギー統合のオプションが示されている。以下に示すオプション１の例は、基本ケースとなり得る。示されている他のオプションは、通常、基本ラインケースとしてオプション１と比較される。しかしながら、本発明の技術は、表にまとめられたり特徴付けられたりした様々なオプションに限定されるものではない。代わりに、オプション１～９を含む、設定された様々なオプションが例として示されている。

図１～図９（オプション１～９）は、相互に関連して示されてもよく、相互に対する漸進的な差異を含むものもある。図１～図９の所与の図に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、図１～図９の他の図の説明も参照されたい。示されているすべての装置についての説明は、各図の説明には完全には再現されていない。その代わりに、様々な図面における同様の参照番号や呼称は、同様の要素を示している。

図１は、エチレン製造システム１００である。図１は、図示されているように、後続の図と比較するためにオプション１として特徴付けることができる。エタン供給物飽和装置（エタン飽和塔）は、エタンを水に飽和させた飽和エタンを得るために設置される。酸素ガス（Ｏ_２）を、任意選択で飽和エタンに添加してもよい。そのように添加する場合、Ｏ_２は単一の添加点で添加してもよいし、複数の添加点にわたって段階的に徐々に添加してもよい。飽和エタン供給物は、反応器流出物又は他の熱源と相互交換（クロス交換）によって加熱（例えば、過熱）することができる。エタンを飽和させるための水の量（水の循環など）が比較的多いため、この図１の構成では、エタン飽和塔の循環水加熱器において、低圧（ＬＰ）蒸気などのより熱品質の低い熱源を利用できる可能性がある。換言すると、エタン飽和塔の周囲で水の大循環を実施して、循環水加熱器の出口温度を比較的低く維持し、ＬＰ蒸気を加熱媒体として有利に利用できるようにすることができる。したがって、ＯＤＨ反応器プロセス全体は、エタン飽和に中圧（ＭＰ）蒸気を利用する構成と比較して、エネルギー集約的でない可能性がある。後述するように、エタン供給物飽和装置（エタン飽和塔）は、トレイ塔又は充填床塔であってもよい。

エチレン製造システム１００は、エタンをエチレンに脱水素化するためのＯＤＨ触媒を有するＯＤＨ反応器１０２容器を備える。反応器の操作温度は、例えば、３００℃～４５０℃の範囲であってもよい。ＯＤＨ反応は、典型的には発熱性である。ＯＤＨ反応器１０２システムは、ＯＤＨ反応器１０２の温度を制御するために熱伝達流体を利用することができる。熱伝達流体は、ＯＤＨ反応器１０２から熱を除去する（又はＯＤＨ反応器１０２に熱を加える）ために使用することができる。熱伝達流体は、例えば蒸気、水（加圧水又は超臨界水を含む）、油、溶融塩などであってもよい。ＯＤＨ反応器１０２は、例えば、固定床反応器（ＯＤＨ触媒の固定床で操作）、流動床反応器（触媒の流動床で操作）、又は別の反応器タイプであってもよい。

ＯＤＨ反応器１０２における、ＯＤＨ触媒を介したエタン（Ｃ_２Ｈ_６）からエチレン（Ｃ_２Ｈ_４）へのＯＤＨ反応は、反応式Ｃ_２Ｈ_６＋０．５Ｏ_２→Ｃ_２Ｈ_４＋Ｈ_２Ｏを含むか、又はこの反応式であってもよい。ＯＤＨ反応器１０２における追加の反応には、以下が含まれてもよい：
Ｃ_２Ｈ_６＋１．５Ｏ_２→ＣＨ_３ＣＯＯＨ＋Ｈ_２Ｏ
Ｃ_２Ｈ_６＋２．５Ｏ_２→２ＣＯ＋３Ｈ_２Ｏ
Ｃ_２Ｈ_６＋３．５Ｏ_２→２ＣＯ_２＋３Ｈ_２Ｏ
Ｃ_２Ｈ_４＋Ｏ_２→ＣＨ_３ＣＯＯＨ
Ｃ_２Ｈ_４＋２Ｏ_２→２ＣＯ＋２Ｈ_２Ｏ
Ｃ_２Ｈ_４＋３Ｏ_２→２ＣＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ
ＣＨ_３ＣＯＯＨ＋Ｏ_２→２ＣＯ＋２Ｈ_２Ｏ
ＣＨ_３ＣＯＯＨ＋２Ｏ_２→２ＣＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ
ＣＯ＋０．５Ｏ_２→ＣＯ_２

したがって、ＯＤＨ反応器１０２では、生成されるエチレンに加えて、水（Ｈ_２Ｏ）、酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び二酸化炭素（ＣＯ_２）も生成される可能性がある。

固定床反応器としてのＯＤＨ反応器の場合、反応物質は反応器の一端から導入され、固定化触媒を通過して流れることができる。生成物が形成され、生成物を含む流出物が反応器のもう一方の端から排出され得る。固定床反応器は、それぞれが触媒床を有し、反応物質を流すための１つ以上の管（例えば、金属管、セラミック管など）を有することができる。ＯＤＨ反応器１０２の場合、流れる反応物質は少なくともエタン／酸素であり得る。チューブは、例えばスチールメッシュを含むことができる。さらに、熱伝達チューブに隣接した熱伝達ジャケット又は外部熱交換器（例えば、供給物熱交換器又は再循環熱交換器）により、反応器の温度制御を行うことができる。前述の熱伝達流体は、ジャケット又は外部熱交換器を通って流れてもよい。

流動床反応器としてのＯＤＨ反応器は、（１）非循環流動床、（２）再生器付き循環流動床、又は（３）再生器なしの循環流動床とすることができる。実施態様では、流動床反応器はＯＤＨ触媒のための支持体を有してもよい。支持体は、多孔質構造体又は分配器プレートであってもよく、反応器の底部に配置されてもよい。反応物質は、ＯＤＨ触媒床を流動化させる速度で支持体を通って上方に流れることもある。反応物質（例えば、反応器１０２の場合、エタン、酸素など）は、流動触媒との接触により生成物（例えば、反応器１０２の場合、エチレン及び酢酸）に変換される。生成物を有する流出物が、反応器の上部から排出されることがある。冷却ジャケットは、反応器の温度制御を容易にし得る。流動床反応器は、反応器の温度制御を容易にするために、熱伝達チューブ、ジャケット、又は外部熱交換器（例えば、供給物熱交換器又は再循環ループ熱交換器）を有することができる。前述の熱伝達流体は、反応器チューブ、ジャケット、又は外部熱交換器を通って流れることがある。

示されているように、ＯＤＨ触媒は固定床又は流動床として操作することができる。エタンをエチレンに脱水素化し、副生成物として酢酸を形成するＯＤＨ反応を生じさせることができるＯＤＨ触媒は、本技術に適用することができる。低温のＯＤＨ触媒が有効である可能性がある。ＯＤＨ反応器に利用できるＯＤＨ触媒の一例は、モリブデン、バナジウム、テルル、ニオブ及び酸素を含む低温ＯＤＨ触媒であり、モリブデンとバナジウムのモル比は１：０．１２から１：０．４９であり、モリブデンとテルルのモル比は１：０．０１から１：０．３０であり、モリブデンとニオブのモル比は１：０．０１から１：０．３０であり、酸素は少なくとも存在する金属元素の原子価を満たす量で存在する。モリブデン、バナジウム、テルル、ニオブのモル比は、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）によって決定できる。触媒は、４５０℃未満、４２５℃未満、又は４００℃未満でＯＤＨ反応を提供する際に低温であってもよい。

エタンを脱水素化するＯＤＨ反応に伴い、副生成物として酢酸が形成されることがある。前述したように、ＯＤＨ反応に伴って形成されるものには、水、二酸化炭素、一酸化炭素も含まれる。したがって、ＯＤＨ反応器１０２容器から排出される流出物１０４には、エチレン、酢酸、水、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応のエタンが含まれる可能性がある。ＯＤＨ反応器１０２の操作温度及び排出される流出物１０４の温度は、例えば、３００℃～４５０℃の範囲内とすることができる。

流出物１０４は、導管を通って蒸気発生熱交換器１０６に送られ、流出物１０４からの熱で蒸気を発生させることができる。蒸気発生熱交換器１０６は、例えば、シェルアンドチューブ熱交換器やフィン型熱交換器（例えば、フィン付きチューブ束を備えたもの）等とすることができる。流出物１０４は、蒸気発生熱交換器１０６を通じて少なくとも２００℃～３５０℃冷却され得る。

水は、蒸気発生熱交換器１０６内で、流出物１０４からの熱で加熱され、水を蒸気にフラッシュすることができる。水は、例えば、ボイラー給水、脱塩水、蒸気凝縮物などである。２つ以上の蒸気発生熱交換器１０６を、直列及び／又は並列に使用することができる。蒸気発生熱交換器１０６を有する蒸気発生システムは、容器（例えば、フラッシュ容器）、ポンプ（例えば、ボイラー給水ポンプ）等の追加の装置を含んでもよい。発生した蒸気は、蒸気ヘッダー（又はサブヘッダー）の導管内に排出されたり、導管を通ってユーザーに排出されたりすることがある。高圧蒸気の方が、一般に、低圧蒸気よりも価値がある場合がある。

高圧蒸気（例えば、５００ポンド／平方インチゲージ（ｐｓｉｇ）を超える、又は１５００ｐｓｉｇを超える）は、典型的には、低圧蒸気（例えば、５００ｐｓｉｇ未満又は１５０ｐｓｉｇ未満）よりも価値がある場合がある。蒸気発生熱交換器１０６を介して発生する蒸気の圧力は、ＯＤＨ反応器１０２の操作温度（ＯＤＨ反応温度）によって決まる流出物１０４の温度の関数であってもよい。

エタン飽和塔１１０は、ＯＤＨ反応器１０２容器への混合供給物１０８用の水蒸気を供給することができる。エタン飽和塔１１０から排出されるエタンは、水飽和エタンであってもよい。エチレン製造システム１００は、水蒸気をエタンガス１１２に取り込み、混合供給物１０８用の飽和エタン１１４を排出するためのエタン飽和塔１１０容器（例えば、カラム）を含んでもよい。

実施態様では、液体水１１６は、飽和塔１１０の上部に入り、前記塔１１０を通って下方に流れることができる。前記塔１１０は、導管とフランジ付き又はねじ込み式で接続された入口（例えば、ノズル）を有してもよく、導管は流入する水１１６を搬送する。エタンガス１１２は、飽和塔１１０の下部に入り、前記塔１１０を通って上方に流れてもよい。前記塔１１０は、エタンガス１１２への水蒸気の物質移動のために、エタンガス１１２と水１１６との接触段階を提供するためのパッキング又はトレイを有してもよい。前記塔１１０は、ランダムパッキング、構造化パッキング、又はカラムトレイ（例えば、ふるいトレイなど）、又はそれらの任意の組合せを含んでもよい。

液体水１２０は、エタン飽和塔１１０の底部から（例えば、ボトム流として）排出され、エタン飽和塔１１０への水供給として水再循環ポンプ１２２（例えば、遠心ポンプ）を介して再循環され得る。したがって、エタン飽和塔１１０は、水再循環ループを有してもよい。水は、エタン飽和塔１１０に入る液体水１１６（加熱された状態）を得るために、蒸気など（例えば、ＬＰ蒸気）の加熱媒体を用いて循環水加熱器１１８（例えば、シェルアンドチューブ熱交換器）内で加熱することができる。飽和エタン１１４は、ＯＤＨ反応器１０２への供給用に、エタン飽和塔１１０から塔頂に排出されてもよい。本明細書で使用される「飽和」エタンという用語は、エタンガスが水で飽和していることを意味する。飽和エタン１１４は、一般に水蒸気を含むが、液体の水をほとんど又は全く含まない。

説明したように、エタンガス１１２を飽和させる水の量は比較的多くてもよい。このように、循環水加熱器１１８を通って循環する水の流量を比較的大きくして、循環水加熱器１１８の出口温度を比較的低く維持するすることが実施され得る。したがって、実施形態では、ＬＰ蒸気を循環水加熱器１１８の加熱媒体として有利に利用することができる。

排出された飽和エタン１１４（水蒸気で飽和したエタンガス）は、ＯＤＨ反応器１０２への供給物として飽和エタン１１４を加熱（過熱）する供給物熱交換器１２４を通って送られてもよい。飽和エタン１１４は、エタン１１４が過熱された（水の飽和温度を超える）状態で実施される場合、供給物熱交換器１２４から排出する際に高温になる可能性がある。供給物熱交換器１２４は、例えば、シェルアンドチューブ熱交換器又はプレートフィン式熱交換器とすることができる。実施態様では、供給物熱交換器１２４は、図示されているように、流出物１０４が飽和エタン１１４を加熱するクロス交換器であってもよい。したがって、流出物１０４は、供給物熱交換器１２４内で、例えば、典型的には少なくとも２００℃～３５０℃まで冷却され得る。他の実施態様では、供給物熱交換器１２４は、加熱媒体として流出物１０４の代わりに蒸気を利用することができる。

酸素ガス（Ｏ_２）１２６は、供給物熱交換器１２４の上流、又は熱交換器１２４の下流、あるいはその両方で、飽和エタン１１４に添加することができる。いくつかの実施態様では、液体酸素を受け取って蒸発させ、酸素ガスとして気化Ｏ_２としてもよい。酸素ガス１２６は、飽和エタンに、単一の添加点で添加してもよいし、複数の添加点（例えば、２点～５点）で添加してもよい。図示された実施形態では、５つの添加点を示している。特定の実施態様では、複数の添加点を設ける理由は、流れる飽和エタン１１４中に酸素ガス１２６のポケットが形成される機会を減らすためであってもよい。

酸素ガス１２６は、飽和エタン１１４を搬送する導管に添加してもよい。実施態様では、導管は、飽和エタン１１４への酸素ガス１２６の添加点（の下流）に隣接するインラインスタティックミキサーを含んでもよい。実施態様では、酸素ガス１２６を搬送する導管は、パイプＴ字管又は同様のパイプ継手を介して、飽和エタン１１４を搬送する導管に接続することができる。ＯＤＨ反応器１０２への混合供給物１０８は、飽和エタンガス１１４及び酸素ガス１２６を含むことができる。示したように、飽和エタンガス１１４中の水は、希釈剤であり得る。

流出物１０４は、供給物熱交換器１２４から冷却器熱交換器１２８を通ってフラッシュドラム１３０に流れる。フラッシュドラム１３０は、例えば、垂直方向又は水平方向を有する容器である。実施態様では、フラッシュドラム１３０内の液体（例えば、主に水であってもよい原料酢酸）のレベルを、操作中に維持することができる。

冷却器熱交換器１２８は、流出物１０４を冷却する（流出物１０４から熱を除去する）。冷却媒体は、例えば、冷却塔の水であってもよい。冷却器熱交換器１２８は、例えば、シェルアンドチューブ熱交換器、プレートフィン熱交換器、又は他のタイプの熱交換器とすることができる。実施態様では、冷却器熱交換器１２８は、例えば３０℃～８０℃の範囲の温度で流出物１０４を排出する。冷却器熱交換器１２８は、流出物１０４中の水と酢酸が冷却器熱交換器１２８内で凝縮できるという点で、凝縮器であってもよい。

フラッシュドラム１３０の操作圧力は、プロセスガスの下流処理の背圧の関数であり得る（後述）。フラッシュドラム１３０の操作圧力は、ＯＤＨ反応器１０４の流出物１０４の排出圧力の関数であり得る。フラッシュドラム１３０の操作圧力は、ＯＤＨ反応器１０２からパイプ及び熱交換器を通ってフラッシュドラム１３０及び下流のプロセスガス圧縮機への流出物１０４の流れに関連する圧力降下の関数であり得る。

フラッシュドラム１３０に入る流出物１０４の温度は、供給物熱交換器１２４及び冷却器熱交換器１２８における流出物１０４の冷却量によって影響を受ける可能性がある。フラッシュドラム１３０からボトム流として排出される原料酢酸１３２中の水の量は、フラッシュドラム１３０に入る流出物１０４の温度の関数であり得る。フラッシュドラム１３０に入る流出物１０４の温度が低いほど、原料酢酸１３２中により多くの水が含まれる可能性がある。これは、温度が低いほど、より多くの水が流出物１０４中で凝縮するためであると考えられる。原料酢酸１３２は、主に水であり得る。

実施形態において、一態様は、冷却器熱交換器１２８内でＯＤＨ反応器流出物１０４を冷却水に対して冷却し（例えば、３０℃～８０℃の範囲の温度まで下げて）、ＯＤＨ反応器流出物１０４中の水及び酢酸の大部分を凝縮させることである。したがって、水の大部分が凝縮されるため、本実施形態においてフラッシュドラム１３０から排出される原料酢酸１３２は、かなりの量の水を有する可能性がある。このようにして、原料酢酸１３２は、１重量％（ｗｔ％）未満などの低濃度の酢酸を有し得る。実施形態及びフラッシュドラム１３０に入る流出物１０４の温度に応じて、原料酢酸１３２中の酢酸濃度は、例えば、０．３重量％～４５重量％の範囲とすることができる。

フラッシュドラム１３０は、原料酢酸１３２を、フラッシュドラム１３０の底部から排出する。原料酢酸１３２には、液体酢酸と液体水が含まれる。フラッシュドラム１３０は、フラッシュドラム１３０の底部に、原料酢酸１３２を排出するための出口を有していてもよい。出口は、原料酢酸１３２をフラッシュドラム１３０から導管内に排出するために、導管に結合されたフランジ付き又はねじ込み式のノズルとすることができる。フラッシュドラム１３０は、原料酢酸１３２を、導管を通して酢酸ユニット１３２に、例えば酢酸ユニット１３２内の抽出カラムに排出することができる。

原料酢酸１３２は、酢酸ユニット１３４内で処理されて、原料酢酸１３２から水１３６が除去され、エチレン製造の共生成物である酢酸生成物１３８を得ることができる。酢酸生成物１３８は、例えば、少なくとも９９重量％の酢酸を有し得る。除去された水１３６の少なくとも一部は、水生成物１４０として回収することができる。後述するように（例えば、図１Ａに関して）、酢酸ユニット１３４は、酢酸を除去するために溶媒を注入するための抽出カラム（容器）、水を回収するために抽出カラムからのラフィネートを処理するための水ストリッパー塔（容器）、及び酢酸生成物１３８を得るために抽出カラムから排出された酢酸から溶媒を除去するための溶媒回収カラム（容器）を含んでもよい。

フラッシュドラム１３０は、ガス１４２を、フラッシュドラム１３０の上部から頭上に排出することができる。ガス１４２には、水蒸気、残留酢酸蒸気、並びにエチレン、二酸化炭素、一酸化炭素、未反応エタン、及びその他のガスなどのガスが含まれてもよい。その他のガスには、例えば、エタンガス１１２とともに（例えば、エタンガス１１２のパイプライン供給において）システム１００に入った比較的少量のメタン又はプロパンが含まれる。フラッシュドラム１３０は、ガス１４２を排出するための出口をフラッシュドラム１３０の上部に含んでもよい。出口は、ガス１４２を排出するために排出導管に結合するためのフランジ付き又はねじ込み式のノズルとすることができる。ガス１４２は、排出導管を通って、塔やカラムのような容器である酢酸スクラバー１４４に流れることができる。

酢酸スクラバー１４４の目的は、ガス１４２から酢酸と水をスクラビング（除去）することであってもよい。ガス１４２から除去される酢酸及び水は、一般に、流出物１０４から供給される酢酸及び水の残りであり得る。ガス１４２から酢酸を除去することにより、プロセスガス１４８中の酢酸の濃度が低くなり、したがって、プロセスガス圧縮機１５８などの下流の処理装置の冶金的要件をそれほど厳しくなくする（したがって、冶金コストを下げる）可能性がある。プロセスガス１４８中の酢酸の濃度は、例えば１００ｐｐｍ未満であってもよい。

スクラビング液は、スクラビング水１４６であってもよく、酢酸スクラバー１４４の上部に入り、酢酸スクラバー１４４を通って下方に流れる。スクラバー１４４は、スクラビング水１４６を受け入れるためのノズルなどの入口を有してもよい。このノズルは、例えば、入口導管に結合されたフランジ付き又はねじ込み式の接続部であってもよく、入口導管は流入するスクラビング水１４６を搬送する。ポンプ１６０は、スクラビング水１４６を酢酸スクラバー１４４に流すための原動力を提供することができる。酢酸スクラバー１４４に供給されるスクラビング水１４６は、例えば、酢酸ユニット１３４からの液体水１５４及び下流のプロセスガス圧縮機（ＰＧＣ）１５８からの凝縮水１５６を含んでもよい。ＰＣＧ１５８の凝縮器熱交換器（いくつかの例では段階間を含む）は、ＰＣＧ１５８を通って流れる（ＰＣＧ１５８内で圧縮される）プロセスガス１４８中の水を凝縮させることができる。

フラッシュドラム１３０からのガス１４２は、スクラバー１４４容器の下部に入り、スクラバー１４４を通って、スクラビング水１４６に対して向流で上方に流れてもよい。スクラバー１４４は、入口導管とフランジ付き又はねじ込み式で接続された入口（例えば、ノズル）を有してもよく、入口導管は流入するガス１４２を搬送する。酢酸スクラバー１４４は、ガス１４２からスクラビング水１４６への水蒸気及び酢酸蒸気の物質移動のために、ガス１４２とスクラビング水１４６との接触段階を提供するためのパッキング又はトレイを有してもよい。スクラバー１４４は、ランダムパッキング、オーダーパッキング、トレイ、又はそれらの任意の組合せを含んでもよい。

酢酸スクラバー１４４は、エチレン生成物を回収するための下流処理のために、プロセスガス１４８（例えば、オーバーヘッド流）を排出してもよい。プロセスガス１４８には、エチレン、エタン、二酸化炭素、一酸化炭素、プロパン、及びメタンが含まれ得る。プロセスガス１４８中のエチレンの濃度は、例えば、１０モル％（ｍｏｌ％）～９０モル％の範囲であってもよい。プロセスガス１４８は、一般に、ガス１４２からスクラバー１４４内でガス１４２から除去された酢酸蒸気と水蒸気を除いたものである。プロセスガス１４８は、スクラバー１４４の上部にある出口ノズルを通して排出することができ、そのノズルは排出導管に結合されている。

ガス１４２から除去された酢酸蒸気及び水蒸気を有するスクラビング水１４６は、（スクラバー１４４の底部の出口ノズルを通って）ボトム流として、リサイクル水１５０としてエタン飽和塔１１０に排出され得る。リサイクル水１５０は、導管を通ってエタン飽和塔１１０に流れることができる。リサイクル水ポンプ１５２が導管に沿って配置され、リサイクル水１５０の流れに原動力を提供することができる。リサイクル水１５０は、エタン飽和塔１１０からのボトム液体水１２０と組み合わされ、前記飽和塔１１０への液体水１１６供給として循環水加熱器１１８を通って流れることができる。

リサイクル水１５０をエタン飽和塔１１０に供給することにより、システム１００における水の再循環の回路（例えば、閉回路）を完成させることができる。この回路から排出される生成水１４０には、ＯＤＨ反応器１０２内のＯＤＨ反応で生成された水が含まれている可能性がある。損失やプロセスの不調を考慮して、回路に補給水を添加することができる。混合供給物１０８を希釈するために流出物１０４から回収された水（例えば、リサイクル水１５０として）を供給することにより、システム１００において、水の統合を実現することができる。

酢酸スクラバー１４４から排出されたプロセスガス１４８は、下流装置１６２によって処理され、プロセスガス１４８からエチレンを生成物エチレン１６４として取り出すことができる。下流装置１６２は、前述のＰＧＣ１５８（例えば、機械式圧縮機）を含んでもよく、プロセスガス１４８の圧力を上昇させる。圧縮されたプロセスガスは、一酸化炭素やメタンなどの軽質成分を除去するために処理されてもよい。下流装置１６２は、Ｃ２スプリッター１６６を含んでもよく、エチレンをエタンから分離する。Ｃ２スプリッター１６６は、蒸留トレイを有する蒸留カラムである容器であってもよい。

一実施形態では、エチレン製造システム１００は、プロセスガス１４２を下流装置１６２に送るが、下流装置１６２を含まない。代わりに、エチレン製造システム１００の生成物は、エチレンを有するプロセスガス１４８である。別の実施形態では、エチレン製造システム１００は、プロセスガス１４８を生成物として排出するＰＧＣ圧縮機１５８を含む。さらに別の実施形態では、エチレン製造システム１００は、下流プロセス装置１６２を含む。下流プロセス装置１６２について、オプション１～９のエネルギーに関する議論又は分析では、ＰＧＣ１５８が考慮されているが、典型的には、下流装置１６２の残りの装置は考慮されない。

ＯＤＨ反応器システム又はＯＤＨ反応器システムプラントは、図１に示す装置（例えば、エタン飽和塔１１０、フラッシュドラム１３０、酢酸ユニット１３４、酢酸スクラバー１４４など）から下流プロセス装置１６２を除いたものを含むことができる。いくつかの実施態様では、ＯＤＨ反応器システム又はＯＤＨ反応器システムプラントは、ＰＧＣ１５８を有するが、スプリッター蒸留カラム１６６を有さないものとして特徴付けることができる。

図１のエチレン製造システム１００及び後続の図２～図９のエチレン製造システムは、エチレン製造システムの操作を促進又は指示する制御システムを含むことができ、これには、流れ（流量を含む）の供給又は排出及び関連する制御バルブ、操作温度及び操作圧力の制御、並びにカラム、ドラム、スクラバー、及び熱交換器の制御などが含まれる。制御システムは、プロセッサと、エチレン製造システムの計算及び指示操作を実行するためにプロセッサによって実行されるコード（例えば、ロジック、命令など）を格納するメモリとを含むことができる。制御システムは、１つ以上の制御装置であってもよいし、それを含んでもよい。プロセッサ（ハードウェアプロセッサ）は１つ以上のプロセッサであってもよく、各プロセッサは１つ以上のコアを有していてもよい。ハードウェアプロセッサは、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、コントローラカード、回路基板、又は他の回路を含むことができる。メモリとしては、揮発性メモリ（例えば、キャッシュ及びランダムアクセスメモリ）、不揮発性メモリ（例えば、ハードドライブ、ソリッドステートドライブ、読み取り専用メモリ）、及びファームウェアなどが挙げられる。制御システムとしては、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータサーバ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、分散コンピューティングシステム（ＤＳＣ）、コントローラ、アクチュエータ、又は制御カードなどが挙げられる。コントローラは、メモリに格納され、プロセッサによって実行されるコードのコンポーネントであってもよい。制御システムは、現場に分散された制御モジュール及び装置を含むことができる。

制御システムは、エチレン製造システム内の制御装置又は他の制御コンポーネントの設定ポイントを指定するユーザー入力を受信することができる。制御システムには、典型的には、人間が制御システムに設定ポイント及びその他の目標又は制約を入力するためのユーザーインターフェースが含まれている。いくつかの実施態様では、制御システムは、制御装置の設定ポイントを計算又はその他の方法で決定することができる。制御システムは、計算を実行し、設定ポイントの値を含む指示を提供するリモートコンピューティングシステムと通信可能に結合されていてもよい。操作中、制御システムは、エチレン製造システムのプロセスを促進することができる。繰り返しになるが、制御システムは、システム内の制御コンポーネントの設定ポイントを指定するユーザー入力又はコンピュータ入力を受信することができる。制御システムは、制御装置の設定ポイントを決定し、計算し、及び指定することができる。この決定は、センサー及びトランスミッターなどからのフィードバック情報を含むエチレン製造システムの操作条件に少なくとも部分的に基づくことができる。

いくつかの実施形態では、プロセス又は施設の監視と制御を容易にする、活動の中心となり得る制御室を含むことができる。制御室には、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）が設置されている場合がある。ＨＭＩは、例えば、制御システムのユーザーインターフェースを提供する専用ソフトウェアを実行するコンピュータである。ＨＭＩはベンダーによって異なる場合があり、リモートプロセスのグラフィカルバージョンをユーザーに提示する。複数のＨＭＩコンソールやワークステーションがあり、データへのアクセスの程度が異なる場合がある。制御システムはまた、あるいはその代わりに、システム内に分散されたローカル制御（分散型コントローラ、ローカル制御パネルなど）を採用してもよい。

図１Ａは、図１（及び後続の図）の酢酸システム１３４の一例である。説明したように、酢酸システム１３４は、フラッシュドラム１３０などから原料酢酸１３２を受け取る。図示の実施形態では、酢酸ユニット１３４は、溶媒を利用して原料酢酸１３２から酢酸を除去する抽出カラム１７０と、抽出カラム１７０からのラフィネートを処理して水を回収する水ストリッパーカラム１７２と、抽出カラム１７０から排出された酢酸から溶媒を除去して酢酸生成物１３８を得るための溶媒回収カラム１７４とを含む。繰り返しになるが、説明したように、酢酸ユニット１３４は、原料酢酸１３２を受け取る。原料酢酸１３２は、主に水であり得る。

図示の実施態様では、原料酢酸１３２は抽出カラム１７０に供給される。原料酢酸１３２は、抽出カラム１７０の上部で導入され、抽出カラム１７０を通って下方に流れることができる。

抽出カラム１７０は、一般に垂直方向を有する容器である。抽出カラム１７０は、液－液抽出カラムであってもよい。抽出カラム１７０は、パッキング（ランダム又は構造化）又はトレイ（例えば、ふるいトレイ）を有してもよい。パッキングを使用する場合、パッキングは金属製（ステンレス鋼など）でもプラスチック製でもよい。抽出カラム１７０は、液－液相のより良好な接触をもたらすために、可動内部構造物（例えば、インペラ）を含んでもよい。

操作中、抽出カラム１７０は溶媒１７６を利用して原料酢酸１３２から酢酸を抽出する。溶媒１７６は、一般に水と混和しない可能性があり、したがって、典型的には、原料酢酸１３２からかなりの量の水を除去することはない。溶媒１７６は、例えば、ｎ－ブタノール、イソブタノール、アミルアルコール、酢酸エチル、又はメチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）などとすることができる。溶媒１７６は、抽出カラム１７０の底部に導入され、抽出カラム１７０を通って下方に流れる原料酢酸１３２と向流でカラム１７０を通って上方に流れることができる。溶媒１７６は、原料酢酸１３２から酢酸を除去（吸収、抽出）する。抽出カラム１７０内のパッキング又はトレイ、及び可動部品は、酢酸の溶媒１７６への物質移動を促進することができる。

溶媒１７６及び原料酢酸１３２から除去（吸収、抽出）された酢酸（及び比較的少量の水を含むことができる）を含む抽出物１７８は、抽出物加熱器１８０（熱交換器）を通って抽出カラム１７０から頭上に排出される。抽出物加熱器１８０は、抽出物１７８を加熱する。加熱媒体としては、例えば蒸気が挙げられる。抽出物加熱器１８０は、シェルアンドチューブ熱交換器、プレート熱交換器、プレートフィン熱交換器、又は他のタイプの熱交換器であってもよい。抽出物１７８は、溶媒回収カラム１７４に送られる。

抽出カラム１７０は、抽出カラム１７０の底部からボトム流としてラフィネート１８４を排出する。ラフィネート１８４は、原料酢酸１３２からの水の大部分又はバルク（例えば、ほぼすべて）を含む。ラフィネート１８４は、主に水である。ラフィネート１８４は、微量の有機化合物（例えば、溶媒１７６、酢酸など）を含んでもよい。

ラフィネート１８４は、抽出カラム１７０から水ストリッパーカラム１７２に排出され、水を回収する（純度を高める）。水ストリッパーカラム１７２（容器）は、蒸留トレイ又はパッキングを含む蒸留カラムであり、熱源としてリボイラー熱交換器（又は底部への直接蒸気注入）と関連付けることができる。水ストリッパーカラム１７２は、オーバーヘッド凝縮器熱交換器と関連付けられてもよい。デカンタを使用して、オーバーヘッド凝縮器からの凝縮オーバーヘッド流中の水相と溶媒相を分離することができる。蒸留カラムシステムは、オーバーヘッド凝縮器から凝縮した液体を受け取るためのレシーバー容器又は還流ドラムを含むことができる。

操作中、水ストリッパーカラム１７２は、ラフィネート１８４から微量の有機化合物を分離し、有機化合物を伴う水を有するボトム流を液体水１８６として排出することができる。水ストリッパーカラム１７２は、凝縮した水蒸気と有機化合物を頭上から排出することができる。水１８６の一部は、水生成物１４０として送られてもよい。水１８６の別の部分１５４は、酢酸スクラバー１４４用のスクラビング水１４６として利用され得る。

溶媒回収カラム１７４は、抽出物加熱器１８０から抽出物１７８を受け取る。溶媒回収カラム１７４は、抽出物１７８から溶媒１７６を分離して酢酸生成物１３８を得る蒸留カラムであってもよい。分離された溶媒１７８は、抽出カラム１７０に送られてもよい。蒸留カラムは、蒸留トレイ又はパッキングを備えた容器であり、リボイラー熱交換器とオーバーヘッド凝縮器熱交換器（及び水相と溶媒相を分離するデカンタ）を用いて操作される。

抽出物１７８は、溶媒回収カラム１７４の副供給物（例えば、上部）として導入することができる。酢酸生成物１３８は、溶媒回収カラム１７４から排出されるボトム流であってもよい。溶媒１７６は、溶媒回収カラム１７４から頭上に排出され、次いで凝縮され得る。

図２は、図１のエチレン製造システム１００と同一又は類似のエチレン製造システム２００であるが、酸素飽和塔２０２（酸素ガス飽和塔）が追加されている。図２は、オプション２として特徴付けることができる。図２に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、図１の説明も参照されたい。

酸素飽和塔２０２及びエタン飽和塔１１０は、酢酸スクラバー１４４からのリサイクル水１５０を供給源として共有することができる。リサイクル水１５０の一部２０４は、（リサイクル水ポンプ１５２を介して）ボトム水１２０と組み合わされて、循環水加熱器１１８を通ってエタン飽和塔１１０に液体水１１６として供給され得る。リサイクル水１５０の別の部分２０６は、（リサイクル水ポンプ１５２を介して）酸素飽和塔２０２からのボトム水２０８と組み合わせて、循環水加熱器２１２を介して酸素（Ｏ_２）飽和塔２０２に供給される液体水２１０として供給される。

酸素飽和塔２０２を含む図示の実施形態では、（飽和のため）混合供給物１０８に取り込まれる水の負荷は、２つの飽和塔１１０、２０２の間で共有される。これにより、オプション１の循環水加熱器１１８と比較して、循環水加熱器１１８、２１２における水の循環速度及びＬＰ蒸気需要の品質が低下し、循環水加熱器１１８、２１２から排出される循環水の温度が低下する可能性もある。例えば、表１を参照されたい。ここでは、高圧７０ｐｓｉｇのＬＰ蒸気と比較して、オプション２では低圧６０ｐｓｉｇのＬＰ蒸気が実施されている。このため、オプション２の循環水の温度は、オプション１に比べて低くなる。酸素飽和塔２０２（酸素供給物飽和塔）は、トレイ塔又は充填床塔とすることができる。

酸素飽和塔２０２は、酸素ガス１２６（供給）を受け取り、混合供給物１０８用の飽和酸素ガス２１４（水で飽和）をＯＤＨ反応器１０２容器に供給することができる。エチレン製造システム１００は、酸素ガス１２６に水蒸気を取り込み、混合供給物１０８用の飽和酸素ガス２１４を排出するための酸素飽和塔２０２容器（例えば、カラム）を含むことができる。

実施態様では、液体水２１０は、飽和塔２０２の上部に入り、塔２０２を通って下方に流れることができる。塔２０２は、流入水２１０を搬送する導管とフランジ接続又はねじ込み接続される入口（例えば、ノズル）を有することができる。酸素ガス１２６は、飽和塔２０２の下部に入り、塔２０２を通って上方に流れることができる。塔２０２は、水蒸気を酸素ガス１２６中に物質移動させるために、酸素ガス１２６と水２１０との接触段階を提供するためのパッキング又はトレイを有することができる。塔２０２は、ランダムパッキング、構造化パッキング、又はカラムトレイ（例えば、ふるいトレイなど）、又はそれらの任意の組合せを含むことができる。

液体水２０８は、酸素飽和塔２０２の底部から排出され（例えば、ボトム流として）、酸素飽和塔２０２への水供給物として水循環（再循環）ポンプ２１６（例えば、遠心ポンプ）を介して循環（再循環）し得る。したがって、酸素飽和塔２０２は、水の再循環ループを有することができる。前述したように、ボトム液体水２０８は、リサイクル水１５０の一部２０６と組み合わされ、酸素飽和塔２０２の上部に導入される液体水２１０が得られる。

供給物液体水２１０は、循環水加熱器２１２において蒸気（例えば、ＬＰ蒸気）などの加熱媒体で加熱され、酸素飽和塔２０２に入る液体水２１０（加熱された状態）を生じさせることができる。循環水加熱器２１２は、シェルアンドチューブ熱交換器やプレートフィン熱交換器等の熱交換器である。飽和酸素ガス２１４は、ＯＤＨ反応器１０２への供給用に、酸素飽和塔２０２からオーバーヘッドに排出することができる。「飽和」酸素又は「飽和」酸素ガスとは、酸素ガスが水（水蒸気）で飽和しており、したがって水飽和状態にあることを意味する。飽和酸素ガス２１４は水蒸気を含むが、液体の水はほとんど又は全く含まない。

図３は、図２のエチレン製造システム２００と同一又は類似のエチレン製造システム３００であるが、エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４を備え、部分飽和のために関連する水が添加されている。図３は、オプション３と表示してもよい。図３に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、図１及び図２の説明も参照されたい。

エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４を含めることは、反応器流出物１０４からのかなりの熱回収により、飽和塔１１０、２０２のそれぞれの循環水加熱器１１８、２１２におけるＬＰ蒸気需要の低減に有利につながる可能性がある。また、クロス交換器３０２、３０４を介した反応器流出物からの（冷却の）熱回収により、プラントの冷却水の需要も低減される（例えば、冷却塔の負荷が低減される）可能性がある。クロス交換器３０２、３０４はそれぞれ、プレート（及びフィン）熱交換器、又は熱源とヒートシンクが両側にあるシェルアンドチューブ熱交換器などの熱交換器であってもよい。

操作中、エタンクロス交換器３０２は、エタンガス１１２とリサイクル水３０８の混合物３０６を加熱する。リサイクル水３０８は、酢酸スクラバー１４４の底部からのリサイクル水１５０の一部であってもよい。エタンクロス交換器３０２の下流の混合物３０６（加熱された状態）は、エタン飽和塔１１０に供給される部分飽和エタンとして表示され得る。したがって、図１及び図２のようにエタンガス１１２をエタン飽和塔１１０に直接供給する代わりに、エタンガス１１２は、エタン飽和塔１１０に導入する前に、まずリサイクル水３０８で部分的に飽和される。

酸素クロス交換器３０４は、酸素ガス１２６とリサイクル水３１２の混合物３１０を加熱する。リサイクル水３１２は、酢酸スクラバー１４４の底部からのリサイクル水１５０の別の部分であってもよい。リサイクル水１５０の残り３１４は、示されているように、エタン飽和器１１０及び酸素飽和器塔２０２に（それぞれ部分２０４及び２０６として）供給することができる。酸素クロス交換器の下流の混合物３１０（加熱された状態）は、酸素ガスを水で飽和させるために酸素飽和塔２０２に供給される部分飽和酸素として表示することができる。したがって、図２のように酸素ガス１２６を酸素飽和塔２０２に直接供給する代わりに、酸素飽和塔２０２に導入する前に、酸素ガス１２６をまずリサイクル水３１２で部分的に飽和させる。

エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４は、それぞれシェルアンドチューブ熱交換器、プレート熱交換器、プレートフィン熱交換器、又は他のタイプの熱交換器であってもよい。エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４は、示されているように、直列又は並列のいずれかで、加熱媒体として流出物１０４を利用することができる。

図示された実施態様では、エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４は、供給物熱交換器１２４の下流で流出物１０４を受け取る。流出物１０４の一部３１６は、エタンクロス交換器３０２に供給される。流出物１０４の残りの部分３１８は、酸素クロス交換器３０４に供給される。流出物１０４は、例えば、パイプＴ字チューブ又は他のパイプ継手を介して、部分３１６及び３１８として分割することができる。したがって、流出物１０４を搬送する導管は、それぞれ部分３１６及び３１８を搬送する２つの導管に排出することができる。制御バルブ（例えば、流量制御バルブ）は、２つの導管の一方に配置されてもよい。流出物１０４を、部分３１６と３１８に分割するための他の配置又は構成も適用可能である。

下流では、流出物１０４の部分３１６及び３１８が組み合わされ、エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４によって冷却されて前進する流出物１０４が得られる。部分３１６と３１８は、冷却器熱交換器１２８の上流で（矢印３２０で示すように）組み合わされることができる。（冷却された）流出物１０４は、冷却器熱交換器１２８を通って（追加冷却のために）フラッシュドラム１３０に流れることができる。

２つの並列クロス交換器３０２及び３０４を組み込むことにより、流出物が冷却され、したがって、オプション１及び２と比較して、流出物１０４を冷却するための冷却水需要が低減される（例えば、冷却器熱交換器１２８における冷却塔水の需要を低減する）。さらに、２つの並列クロス交換器３０２及び３０４を追加することにより、供給物飽和のために（例えば、エタンガス１１２及び酸素ガス１２６の水飽和のために、したがって混合供給物１０８を水で希釈するために）流出物１０４から熱を回収する。したがって、供給物飽和のための蒸気消費量（例えば、循環水加熱器１１８、２１２におけるＬＰ蒸気）は、オプション２と比較して、低減される可能性がある。しかしながら、ＯＤＨ反応器１０２とＰＧＣ１５８との間に２つの平行なクロス交換器３０２及び３０４を追加すると、オプション１及び２と比較して、ＰＧＣ１５８の吸引圧が低くなり、したがって、ＰＧＣ１５８の電力消費が高くなる可能性がある。

図４は、図３のエチレン製造システム３００と同一又は類似のエチレン製造システム４００であるが、酸素飽和塔２０２がない。図４は、オプション４と表示してもよい。図４に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、前の図の説明も参照されたい。

酸素（Ｏ_２）飽和塔２０２を除去すると、オプション３と比較して、エチレン製造システムを簡素化する可能性がある。しかしながら、エタン飽和塔１１０の循環水加熱器１１８におけるＬＰ蒸気需要の品質は、オプション２及び３よりも高い可能性がある。

リサイクル水１５０の残り３１４は、エタン飽和器１１０に供給することができる。リサイクル水１５０の残りの部分３１４は、酸素ガス飽和又は酸素飽和塔２０２に利用される部分２０６を除いた部分２０４（図２～図３）と同等であり得る。

図４では、図３と同様に、酸素クロス交換器３０４が、酸素ガス１２６とリサイクル水３１２の混合物３１０を加熱する。しかし、図４では、加熱された混合物３１０（部分飽和酸素）が、飽和エタン１１４を搬送する導管に添加される（図３のように酸素飽和塔２０２に供給する代わりに）。

さらに、図１と比較すると、図１のように酸素ガス１２６を飽和エタン１１４に直接添加する代わりに、図４の酸素ガス１２６は、飽和エタン１１４を搬送する導管に導入する前に、まず酸素クロス交換器３０４を介してリサイクル水３１２で部分的に飽和される。

加熱された混合物３１０（部分飽和酸素）は、飽和エタン１１４に、単一の添加点で添加してもよいし、複数の添加点（例えば、２～５の添加点）で添加してもよい。加熱された混合物３１０は、供給物熱交換器１２４の上流又は下流、あるいはその両方で、飽和エタン１１４に添加することができる。飽和エタン１１４と（クロス交換器３０４によって加熱された）混合物３１０の組合せは、ＯＤＨ反応器１０２容器に導入される混合供給物１０８となり得る。

図５は、図４のエチレン製造システム４００と同一又は類似のエチレン製造システム５００であるが、リサイクル水１５０の残り３１４を、反応器流出物１０４を用いて加熱するためのリサイクル水クロス交換器５０２が追加されている。図５は、オプション５と表示してもよい。図５に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、前の図の説明も参照されたい。

リサイクル水クロス交換器５０２は、エタン飽和塔１１０に供給されるリサイクル水１５０の残りの部分３１４を（加熱媒体として流出物１０４を用いて）加熱する。このように、リサイクル水クロス交換器５０２は、エタン飽和塔１１０（エタン供給物飽和塔）へのリサイクル水を予熱する。リサイクル水クロス交換器５０２は、反応器流出物１０４からの熱回収をさらに増加させる。リサイクル水クロス交換器５０２の利用は、オプション４と比較して、供給物を飽和させるための蒸気需要と反応器流出物１０４冷却のための冷却水需要の両方を低減する。クロス交換器３０２、３０４と同様に、リサイクル水クロス交換器５０２は、例えば、プレート（及びフィン）熱交換器又はシェルアンドチューブ熱交換器（ヒートシンクと熱源がそれぞれ両側にある）とすることができる。図示された実施形態では、リサイクル水クロス交換器５０２は、クロス交換器３０２、３０４の下流で、冷却器熱交換器１２８の上流に、流出物１０４の流れに沿って操作可能に配置されている。

説明したように、リサイクル水１５０は、酢酸スクラバー１４４から排出されるボトム流である。リサイクル水１５０の一部３０８及び３１２は、図４で行われているように、それぞれエタンガス１１２及び酸素ガス１２６を部分的に飽和させるために採取される。しかしながら、残りのリサイクル水１５０は、循環水加熱器１１８からエタン飽和塔１１０に送られる（送られる前）過程で、リサイクル水クロス交換器５０２を通り、残余部分３１４として送られる。

示されているように、クロス交換器３０２、３０４、及び５０２は、シェルアンドチューブ熱交換器、プレート熱交換器、プレートフィン熱交換器、又は他のタイプの熱交換器であってもよい。さらに、本明細書で説明するクロス交換器について一般的にそうであるように、システム５００は、加熱媒体及び冷却媒体をそれぞれクロス交換器のいずれかの側を通って送るように構成することができる。例えば、シェルアンドチューブ熱交換器としてのクロス交換器は、加熱媒体（クロス交換器５０２の流出物１０４）がチューブ（チューブ束）を通って流れ、冷却媒体（クロス交換器５０２のリサイクル水の残り３１４）がシェルを通って流れるように構成することができる。あるいは、クロス交換器は、加熱媒体がチューブを通って流れ、冷却媒体がシェルを通って流れるように構成してもよい。

また、示されるように、リサイクル水クロス交換器５０２を採用することで、図４（オプション４）と比較して、エタン飽和のための蒸気消費（例えば、循環水加熱器１１８におけるＬＰ蒸気）をさらに低減することができる。リサイクル水クロス交換器５０２の追加により、オプション４と比較して、流出物１０４を冷却するための冷却器熱交換器１２８における冷却水の需要もさらに減少する可能性がある。しかし、流出物１０４が中を流れる別の熱交換器（リサイクル水クロス交換器５０２）を追加すると、ＯＤＨ反応器１０２とＰＧＣ１５８の間の圧力降下が増加し、ＰＧＣ１５８による電力需要が増加する可能性がある。

図６は、図５のエチレン製造システム５００と同一又は類似のエチレン製造システム６００であるが、エタン飽和器熱交換器６０２及び酸素（Ｏ_２）飽和器熱交換器６０４を含む。図５と比較すると、エタン飽和熱交換器６０２が、エタン飽和塔１１０に置き換えられている。図６は、オプション６として特徴付けることができる。図６に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、前の図の説明も参照されたい。

エタン飽和熱交換器６０２及び酸素飽和熱交換器６０４は、それぞれ、例えば、プレート（及びフィン）熱交換器又はシェルアンドチューブ熱交換器であってもよい。ヒートシンク（ここではプロセス流）と熱源（ユーティリティ加熱媒体）は、それぞれ熱交換器のどちら側を通ってもよい。プロセス側とユーティリティ側は、熱交換器のどちら側でもよい。

エタン飽和器熱交換器６０２の場合、ヒートシンク（リサイクル水の一部２０４と組み合わされた加熱された混合物３０６）及び熱源（例えば、ＬＰ蒸気）は、それぞれ、エタン飽和器熱交換器６０２のいずれかの側を通って流れることができる。酸素飽和器熱交換器６０４の場合、ヒートシンク（リサイクル水の部分２０６と組み合わされた加熱された混合物３１０）及び熱源（例えば、ＬＰ蒸気）は、酸素飽和器熱交換器６０４のいずれかの側をそれぞれ流れることができる。

エタン飽和熱交換器６０２は、エタン飽和塔１１０と関連する水循環ポンプ１２２及び循環水加熱器１１８を置き換える。エタン飽和熱交換器６０２は、エタン飽和塔１１０の代わりに採用され、水（リサイクル水）で部分的に飽和したエタンガスである加熱された混合物３０６をさらに加熱し、水（リサイクル水）で飽和させる。したがって、塔１１０、水循環ポンプ１２２、及び循環水加熱器１１８を含むエタン飽和塔１１０システムを、除去してしまうことができる。このように、オプション６は、オプション５と比較して、より簡単で電力効率に優れている可能性がある。

説明したように、供給物を飽和させるためのリサイクル水の主な流入流は、酢酸スクラバー１４４から排出されるボトム流である全体的なリサイクル水１５０であり得る。図６では、図４及び図５でおこなわれているように、エタンガス１１２及び酸素ガス１２６をそれぞれ部分的に飽和させるために、リサイクル水１５０の一部３０８及び３１２が採取される。リサイクル水１５０の残り３１４は、図５と同様にリサイクル水クロス交換器５０２に通って流されるが、図６では、加熱された残り３１４がリサイクル水としてエタン飽和器熱交換器６０２及び酸素飽和器熱交換器６０４に供給される。特に、リサイクル水１５０の残り３１４の部分２０４は、エタン飽和器熱交換器６０２に供給される。残部３１４の一部２０６は、酸素飽和器熱交換器６０４に供給される。

この部分２０４は、エタン飽和熱交換器６０２を通って送られる加熱混合物３０６（水で部分的に飽和したエタンガス）と組み合わせれて、飽和エタン１１４が得られる。エタン飽和熱交換器６０２は、加熱媒体（例えば、ＬＰ蒸気）を利用して、液体－水部分２０６を加熱して水蒸気に蒸発させ、加熱された混合物３０６を水で飽和させ（例えば、完全に飽和させ）、飽和エタン１１４を排出する。前の図と同様に、飽和エタン１１４は、供給物熱交換器１２４を通って送られ、混合供給物１０８に入り、ＯＤＨ反応器１０２に入る。

リサイクル水１５０の残り３１４の一部２０６は、酸素飽和器熱交換器６０４を通る経路で、加熱された混合物３１０（水で部分的に飽和した酸素ガス）と組み合わされる。酸素飽和器熱交換器６０４内で（例えば、ＬＰ蒸気を介して）加熱されたこの混合流は、飽和酸素２１４として熱交換器から排出される。この飽和酸素２１４は、図２～図３の酸素飽和塔２０２から頭上に排出される飽和酸素２１４と同一又は類似である可能性がある。図６では、酸素飽和塔２０２は採用されていない。飽和酸素２１４は、水蒸気で飽和した（例えば、完全に飽和した）酸素ガスである。図２～図３のように、飽和酸素２１４が、飽和エタン１１４に添加され、混合供給物１０８に入り、ＯＤＨ反応器１０２に導入される。

図７は、図６のエチレン製造システム６００と同一又は類似のエチレン製造システム７００であるが、酸素飽和器熱交換器６０４がない。図７は、オプション７として特徴付けることができる。図７に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、前の図の説明も参照されたい。オプション７は、オプション６とあまり変わらないが、酸素飽和器熱交換器６０４を有しないという点で、若干単純であると考えられる。施設の供給蒸気システムにおけるオプション７とオプション６の暖房需要は同程度である可能性がある。

示されているように、エチレン製造システム７００は、飽和エタン１１４に添加する酸素供給を完全に飽和させる酸素飽和器熱交換器６０４（図６）を含まない。システム７００はまた、酸素飽和塔２０２（図２～図３）を含まない。したがって、図４に関して説明したように、酸素クロス交換器３０４から排出される加熱混合物３１０（水で部分的に飽和した酸素ガス１２６）は、混合供給物１０８用の飽和エタン１１４に添加される。

（図５及び図６のように）リサイクル水クロス交換器５０２で加熱されたリサイクル水１５０の残り３１４は、混合物３０６（水で部分的に飽和したエタンガス１１２）を完全に飽和させて飽和エタン１１４を得るために、エタン飽和器熱交換器６０２に供給される。図７には、酸素飽和器熱交換器６０４がないため、リサイクル水１５０の残り３１４は、図６のように部分２０４と２０６に分割されない。

図８は、図７のエチレン製造システム７００と同一又は類似のエチレン製造システム８００であるが、希釈蒸気ドラム８０２を備え、エチレン飽和器熱交換器６０２がない。図８は、オプション８と表示してもよい。図８に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、前の図の説明も参照されたい。

希釈蒸気（ＤＳ）ドラム８０２は、エタンとＯ_２の両方を水で完全に飽和させるための希釈蒸気を供給する。特に、ＤＳドラム８０２は、加熱混合物３０６（部分飽和エタン）に添加するための希釈蒸気を供給し、飽和エタン１１４を得る。ＤＳドラム８０２は、加熱混合物３１０（部分飽和酸素ガス）に添加するために希釈蒸気を提供し、飽和酸素ガス２１４を得る。説明したように、飽和酸素ガス２１４は飽和エタン１１４に添加され、ＯＤＨ反応器１０２に供給される混合供給物１０８となる。

図８では、図４～図７に関して説明したように、リサイクル水の一部３０８及び３１２が、それぞれ、エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４において、エタンガス１１２及び酸素ガス１２６を部分的に飽和させるために利用される。図８では、リサイクル水１５０の残り３１４は、リサイクル水クロス交換器５０２を通ってＤＳドラム８０２に送られる。したがって、熱は、リサイクル水クロス交換器５０２内でリサイクル水１５０の残り３１４の加熱を介して、反応器流出物１０４からＤＳドラム８０２に回収される。

ＤＳドラム８０２は、水平方向又は垂直方向をとり得る容器である。ＤＳドラム８０２は、リサイクル水１５０の残り３１４をＤＳドラム８０２容器内に受け入れるための容器入口ノズルを有することができる。操作中、水の液面は、液面制御などを介してＤＳドラム８０２内に維持される。液面制御は、ＤＳドラム８０２の底部からの排出導管に設けられた液面制御バルブと、ＤＳドラム８０２の容器に設けられた液面センサーと、液面センサーによって測定された液面を制御システムに示す計器発信器と、液面制御バルブを制御して液面を設定ポイントに維持する制御システム内の制御ロジックとを含むことができる。ＤＳドラム８０２の操作温度は、例えば、１３５℃～１７５℃の範囲とすることができる。

操作中、液体の水は、ＤＳドラム８０２内でフラッシュ（蒸発）し、ＤＳドラム８０２から蒸気としてオーバーヘッドに排出される。循環（再循環）水８１０中のＤＳドラム８０２に入るあらゆる水蒸気（蒸気）も、排出された蒸気流としてオーバーヘッドから排出される。ＤＳドラム８０２からオーバーヘッドから排出される蒸気は希釈蒸気であり、飽和蒸気（又は飽和温度よりわずかに高い温度）であってもよい。ＤＳドラム８０２は、飽和希釈蒸気を排出するために、ＤＳドラム８０２の上部又は上部に容器排出ノズルを有してもよい。希釈蒸気（例えば、飽和希釈蒸気又は飽和に近い蒸気）は、過熱器８０４を通って流れる導管内に排出され得る。

希釈蒸気を希釈剤として使用する前に、希釈蒸気は過熱器８０４を通って流れることができる。過熱器８０４は、シェルアンドチューブ熱交換器又はプレートフィン熱交換器などの熱交換器であってもよい。過熱器８０４は、加熱媒体として蒸気（例えばＭＰ蒸気）を利用して、希釈蒸気を飽和温度以上に加熱して、希釈蒸気を過熱蒸気として得る。

図示された実施形態では、過熱された希釈蒸気は、２つの部分８０６と８０８に分割して、それぞれ２つの導管内に入れられる。過熱希釈蒸気の一部８０６は、加熱された混合物３０６（部分飽和エタン）に添加して、飽和エタン１１４となる。例えば、過熱された希釈蒸気の部分８０６は、過熱器８０４の下流の導管を通って流れ、エタンクロス交換器３０２からの加熱混合物３０６を搬送する導管に（例えば、パイプＴ字チューブ又は他のパイプ継手を介して）追加してもよい。

過熱希釈蒸気の一部８０８は、加熱混合物３１０（部分飽和酸素ガス）に添加されて、飽和酸素ガス２１４が得られる。例えば、過熱希釈蒸気の部分８０８は、過熱器８０４の下流の導管を通って流れ、エタンクロス交換器３０４からの加熱混合物３１０を搬送する導管に（例えば、パイプＴ字チューブ又は他のパイプ継手を介して）追加されてもよい。

液体水８１０は、ＤＳドラム８０２の底部から排出導管内に排出される。前述のレベル制御バルブは、排出導管に沿って配置されてもよい。後述するように、液体水８１０は、（例えば、サーモサイフォン、ポンプなどを介して）ＤＳドラム８０２に循環して戻る可能性がある。

いくつかの実施態様では、ＤＳドラム８０２内での不純物（例えば、固体）の蓄積を防止又は低減するために、参照数字８１６で示されるように、ＤＳドラム８０２から排出される液体水８１０（又は液体水８１０のスリップ流）をブローダウン（例えば、下水道）に送ることができる。ブローダウンは断続的に発生する可能性がある。

液体水８１０は、（例えば、サーモサイフォンを介して）ＤＳドラム８０２に循環して戻り、循環ループ内のＤＳ発生器８１２で加熱される。水８１０の蒸発は、ＤＳ発生器８１２を含む循環ループ内で発生する可能性がある。したがって、循環ループ内の水８１０の流れは、液体水と蒸気（水蒸気）の二相流となる可能性がある。水８１０は、ＤＳ発生器８１２を通ってＤＳドラム８０２に戻ることができる。ＤＳ発生器８１２は、シェルアンドチューブ熱交換器又はプレートフィン熱交換器などの熱交換器であってもよい。加熱媒体は、例えば、ＭＰ蒸気８１４とすることができる。いくつかの実施形態では、ＭＰ蒸気８１４は、熱交換器のユーティリティ側流体であることに加えて、ＤＳ発生器８１４において、で循環水８１０に注入することができる。

ＤＳドラム８０２は、ＤＳ発生器８１２からの導管を通して循環液体水８１０を受け取るための入口ノズルを有することができる。ＤＳ発生器８１２では、部分的に蒸気が発生することもある。前述したように、特定の実施態様では、水８１０のいくらかの蒸発が循環配管及びＤＳ発生器８１２内で発生する可能性がある。したがって、循環する液体水８１０は、ＤＳ発生器８１２の下流に含まれる水蒸気を含むことができ、したがって二相流となる。

オプション８のような希釈蒸気の構成は、混合供給物１０８を得るために、供給物（エタンと酸素）に水（希釈用）を加える直接的な技術である。しかしながら、オプション８のこの技術は、供給物飽和度についてオプション１～７よりも高い値の蒸気を利用する可能性がある。例えば、オプション８は、例えばエタン飽和塔用の循環水加熱器１１８でＬＰ蒸気を採用する以前のオプションと比較して、ＭＰ蒸気８１４（ＤＳ発生器８１２で）を使用することができる。それでも、オプション８は、反応器流出物１０４からかなりの熱を有利に回収することができる。オプション８は、実施において、オプション１やオプション２と比較して、エネルギーに関してより良いオプションとなる可能性がある。

図９は、図８のエチレン製造システム８００と同一又は類似のエチレン製造システム９００であるが、エタンクロス交換器３０２及び酸素クロス交換器３０４がない。図９はオプション９と表示してもよい。図９に示されている文章、呼称、及び参照番号の説明については、前の図の説明も参照されたい。

過熱された希釈蒸気の一部８０６が、エタンガス１１２に添加されて、飽和エタン１１４が得られる。この部分８０６は、導管を経由して輸送され、例えば、エタンガス１１２を搬送する導管に添加され得る。パイプ継手（例えば、パイプＴ字）を２つの導管の接続に使用することができる。オプション９の部分８０６の流量は、オプション８の部分８０６の流量と比較して大きくなる可能性があるが、これはオプション９が、部分飽和を生じさせる希釈のためにリサイクル水がエタンガスに取り込まれるエタンクロス交換器３０２を採用していないからである。

過熱された希釈蒸気の一部８０８が、酸素ガス１２６に添加されて、飽和酸素ガス２１４が得られる。この部分８０８は、導管を介して搬送され、例えば、酸素ガス１２６を搬送する導管に添加され得る。パイプ継手（例えば、パイプＴ字）を２つの導管の接続に使用することができる。説明したように、飽和酸素ガス２１４を飽和エタン１１４に添加して、ＯＤＨ反応器１０２に供給される混合供給物１０８を得る。オプション９の部分８０８の流量は、オプション８の部分８０８の流量と比較して大きくなる可能性があるが、これはオプション９が、部分飽和を生じさせる希釈のためにリサイクル水が酸素ガスに取り込まれる酸素クロス交換器３０４を採用していないからである。

リサイクル水１５０（例えば、酢酸スクラバー１４４からのボトム流として）は、リサイクル水クロス交換器５０２を通って、ＤＳドラム８０２に供給される。リサイクル水クロス交換器５０２は、加熱媒体として反応器流出物１０４を用いてリサイクル水１５０を加熱する。このようにして、熱は、流出物１０４からＤＳドラム８０２に有益に回収される。

オプション９は、混合供給物１０８を水で希釈するという直接的なアプローチを採用している。しかし、実施においてＭＰ蒸気の利用は、オプション１と比較して、エネルギー統合のための反応器流出物１０４からの熱回収を相殺する可能性がある。

理解されるように、図１～図９に関して説明した容器及び熱交換器は、入口導管とのフランジ付き又はねじ込み接続である少なくとも１つの入口（例えば、ノズル）、及び、出口導管とのフランジ付き又はねじ込み接続である少なくとも１つの出口（例えば、ノズル）を有してもよい。

２つ以上のＯＤＨ反応器１０２を、直列及び／又は並列を含めて使用することができる。ＯＤＨ反応器１０２は、例えば、全ての供給物成分（混合供給物１０８）が反応器の入口で添加される一段反応器として示されているが、記載されたプロセスは、多段反応器及び複数の段階間供給物添加を伴う反応器を含む、他の反応器構成に適用可能である。

発生又は利用される蒸気は、低圧（ＬＰ）蒸気（例えば、１５０ｐｓｉｇ以下）、中圧（ＭＰ）蒸気（例えば、１５０ｐｓｉｇ～５００ｐｓｉｇの範囲）、高圧（ＨＰ）蒸気（例えば、５００ｐｓｉｇ以上）、又は超高圧（ＶＨＰ）蒸気（例えば、１５００ｐｓｉｇ以上）などであってもよい。繰り返しになるが、蒸気発生器１０６において、ＨＰ蒸気又はＶＨＰ蒸気の発生は、一般に、ＭＰ蒸気又はＬＰ蒸気の発生よりも価値が高く、したがって、エチレン製造システム１００の経済性を向上させる可能性がある。蒸気には様々な用途があり得る。蒸気を受け取る消費者や顧客による蒸気の使用は、蒸気の圧力又は品質に依存し得る。いくつかの実施態様では、生成した蒸気の蒸気圧を高いほど、施設又はプラント内での蒸気の統合においてより多用途性が得られる場合がある。例えば、ＨＰ蒸気は、圧縮機に取り付けられたタービンに動力を供給するために利用することができるが、ＬＰ蒸気は、典型的には、加熱目的などに使用される。供給物希釈のいくつかの実施形態について説明したように、ＬＰ蒸気よりも価値の高い蒸気であるＭＰ蒸気を使用することができる。ＬＰ蒸気とＭＰ蒸気の供給源としては、例えば、ＨＰ又はＶＨＰ蒸気用の抽出タービン又は減圧バルブを挙げることができる。

示されるように、ＯＤＨ反応器１０２は、固定床反応器（例えば、管状固定床反応器）、流動床反応器、沸騰床反応器、又は熱交換器型反応器などであってもよい。固定床反応器は、触媒床として触媒ペレットが充填された円筒管を備えていてもよい。操作中、反応物質は床を通って流れ、生成物に変換される。反応器内の触媒は、１つの大きな床、いくつかの水平床、いくつかの並列に充填されたチューブ、又は独自のシェル内の複数の床などであってもよい。

流動床反応器は、固体触媒を懸濁させ、固体触媒を流体であるかのように挙動させるのに十分な速度で、流体を固体粒状触媒（例えば、球又は粒子の形状）に通過させる容器であってもよい。実施態様では、流動床反応器は、触媒のための支持体を有することができる。支持体は、多孔質構造体又は分配器プレートであってもよく、反応器の底部に配置される。反応物質は、触媒床を流動化させる速度で支持体を通って上方に流れてもよい（例えば、触媒は上昇し、流動化した状態で旋回し始める）。流動床反応器には、再循環モードの操作がある。

この技術は、ＯＤＨ反応器１０２の操作温度を４５０℃未満、４２５℃未満、又は４００℃未満に維持することを含んでもよい。操作圧力に関しては、反応器１０２の入口圧力は、８０ポンド／平方インチゲージ（ｐｓｉｇ）未満、又は７０ｐｓｉｇ未満であってもよい。各反応器の反応器入口圧力は、１ｐｓｉｇ～８０ｐｓｉｇの範囲、又は５ｐｓｉｇ～７５ｐｓｉｇの範囲であってもよい。管状固定床反応器としての反応器１０２の実施形態における反応器１０２の他の操作条件は、２００時間^－１～２５，０００時間^－１の範囲のガス時間空間速度（ＧＨＳＶ）、及び少なくとも５センチメートル毎秒（ｃｍ／秒）の反応器を通る供給物の線速度範囲であってもよい。

図１０は、エタンガス、酸素ガス（Ｏ_２）、及び水蒸気（蒸気）の混合物の可燃性ダイアグラム１０００である。水は不活性成分としての希釈剤である。可燃性ダイアグラム１０００は、混合物中のＯ_２のモル％（ｍｏｌ％）で表した可燃性限界と、混合物中の水のモル％である不活性濃度とのプロットである。曲線（線）１００２は、不活性濃度（モル％水）に対するＯ_２濃度（モル％Ｏ_２）の関数としての混合物の可燃性下限（モル％Ｏ_２）である。曲線（線）１００４は、不活性濃度を超えるＯ_２濃度の関数としての混合物の可燃性上限である。曲線１００２と曲線１００４の間の領域は、エタン、Ｏ_２、及び水の混合物の可燃性ゾーン（可燃性エンベロープ）として表示することができる。曲線（破線）１００６は、不活性濃度を超えるエタン濃度との化学量論的関係におけるＯ_２濃度である。最後に、ダイアグラム１０００によって示されるように、可燃性エンベロープは、希釈剤（例えば、水）を含む温度及び圧力で狭くなる。説明したように、供給ライン及びＯＤＨ反応器内での供給物の可燃性エンベロープを狭める（及び供給物を可燃性エンベロープの範囲外に維持する）ために、水をＯＤＨ反応器への供給物に添加することができる。特に、水を添加することでエタンと酸素の濃度を調整され、混合物を可燃性エンベロープの範囲外にすることができる。

以下は、オプション１～９と同様のオプションの実施に関するコメントである。第一に、この技術は、例えば、限界酸素濃度（ＬＯＣ）よりも０．５モル％～６モル％低いＯ_２濃度を目標とすることができる。換言すると、ＯＤＨ反応器への混合供給物中の目標Ｏ_２モル％は、例えば、混合供給物中の所与の温度及び圧力におけるＬＯＣから値（例えば、０．５ｍｏｌ％～６ｍｏｌ％の範囲）を差し引いた値とすることができる。これにより、供給導管内で酸素ガスとエタンの混合が開始されてから混合供給物がＯＤＨ反応器に導入されるまでの間、供給物が可燃性ゾーンの外側に留まりやすくなる可能性がある。

第二に、供給物を搬送する導管内のＯＤＨ反応器供給物（エタンを含む）にＯ_２を徐々に（換言すると、複数の添加点にわたって）添加することにより、供給物が突然かつ一時的に可燃性ゾーンに入る機会又は可能性が減少する可能性がある。

第三に、水の閉鎖循環（又は実質的な閉鎖循環）を利用して、反応器供給物の希釈のために水を供給することができる。これは、反応器流出物から濃縮された原料酢酸（ＡＡ）混合物が、ＡＡユニットで処理されて、原料ＡＡ混合物から水を分離することを意味すし得る。分離された水の一部は、プロセスガス圧縮機エリアからの凝縮水とともに、スクラバー塔（酢酸スクラバー）でさらにＡＡをスクラビングするために利用される。塔底の水は、ＯＤＨ反応器への混合供給物を希釈するためにリサイクルされる。対照的に、ＡＡユニットからの生成水は、希釈用の水源として直接利用することができる。ただし、ＡＡスクラバーの底部からの水の収容は、通常、見つけるか指定する必要がある。ＡＡスクラバーの底部からの水をＡＡユニットに送ると、ＡＡユニットに大きな負荷がかかる。ＡＡスクラバーの底部からの水を下水道に送ると、廃水処理システムに負荷がかかる。したがって、ＡＡスクラバーの底部からの水を含む閉回路の水システムは、反応器への供給物を希釈するために有益な技術であると考えられる。最後に、ＡＡユニットから排出される水生成物に関する水の質量バランスについて、水生成物は、少なくともＯＤＨ反応器内のＯＤＨ反応で生成された水を占めることができる。

第四に、エタン飽和器（例えば、塔又は熱交換器）を利用することにより、ＤＳドラムオプションで一般的に利用される高熱品質源（例えば、ＭＰ蒸気）の代わりに、低熱品質源（例えば、ＬＰ蒸気）を利用することが可能になる可能性がある。このようにして、ＯＤＨ反応器とボイラーから発生する高圧（ＨＰ）蒸気又は超高圧（ＶＨＰ）蒸気をタービンに投入し、プラントの圧縮機を稼働させることで、より多くの電力を得ることができる。一例として（数値は単なる例であり、異なる場合や変動する場合もある）、毎時１０００キログラム（ｋｇ／ｈｒ）のＶＨＰがタービンを通過し、ＬＰ蒸気として取り出された場合、１４５キロワット（ｋＷ）の電力を発生させることができる。一方、毎時１０００ｋｇのＶＨＰがタービンを通過し、ＭＰ蒸気として取り出された場合は、１０５ｋＷの電力を発生させることができる。これは、１４５ｋＷの抽出ＭＰ蒸気を抽出するのと同様の出力を得るには、この仮想例でＬＰ蒸気を抽出する場合よりも、約４０％多くのＶＨＰ蒸気が消費されることを意味する。ＬＰ蒸気及びＭＰ蒸気の供給源には、例えば、ＨＰ又はＶＨＰ蒸気用の抽出タービン又は減圧バルブを含めることができる。

第五に、ＯＤＨ反応器システム（供給物処理と流出物処理を含むことができる）に対するかなりの熱需要が、供給物希釈領域にある。混合供給物に添加される大量の水を蒸発させるには、かなりの量の熱を必要とする。加えて、反応器流出物から添加された水を冷却し凝縮させることにより、かなりの冷却能力を必要とする。実施形態では、供給物希釈システムと反応器流出物冷却との間の熱統合は、ＯＤＨ反応器プラント内の蒸気及び冷却塔システムにかかる負荷を有利に低減することができる。

第六に、飽和塔を使用せずに供給物を飽和させるために熱交換器（例えば、オプション６及び７のような）を使用することは、有益なエネルギーアプローチである可能性がある。飽和塔と同様に、飽和器熱交換器は、低価値の熱源（例えばＬＰ蒸気）を利用する場合がある。しかしながら、飽和熱交換器による供給物飽和は、電力消費量が大きい飽和塔用の比較的大流量（例えば、毎時１０，０００ｍｇ）の水（循環水）を汲み上げることなく実施することができる。

最後に、希釈蒸気ドラムを実施すると、オプション１～９の中で、希釈を行うのに最も簡単で単純な技術やアプローチで希釈を行うことができる。ただし、希釈蒸気ドラムを使用する場合（例：オプション８及び９）、希釈を行うために他のオプションよりも、ＭＰ蒸気などのより価値の高い熱源を利用することになる。

オプション１～９は、一般に、ＯＤＨ反応器流出物の冷却による熱回収と、酢酸回収を考慮したＯＤＨ反応器供給物の飽和のエネルギー統合について比較できる。表１は、エネルギー統合を考慮したオプション１～９のシミュレーション結果を示している。表１では、オプション１が比較の基本ケースとして使用されている。換言すると、オプション２～９は、基本ラインケースとしてオプション１と比較できる。

プロセスシミュレーションは、ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ（登録商標）Ｖ１０で実施した。シミュレーションには、ＳＲ－ＰＯＬＡＲの状態方程式を使用した。シミュレーションでは、ＯＤＨ反応器１０２への供給物入口温度（混合供給物１０８）は、４６５キロパスカル（ｋＰａ）で３１０℃未満に維持され、ＯＤＨ反応器１０２への混合供給物１０８（ＭＩＸＥＤ－ＦＤ）中の酸素濃度は、可燃性ゾーンから外れるように１０体積％（ｖｏｌ％）を目標とする。混合供給物１０８流中の酸素／エタンモル比は０．６２である。ＯＤＨ反応器１０２の総水含有量は７４体積％で、ＯＤＨ反応器１０２の前に水を蒸発させるための加熱と、ＯＤＨ反応器１０２の後に水を凝縮させるための冷却が必要である。表１は、さまざまなエネルギー統合の態様と戦略に基づく、オプション１に対するオプション２～９の加熱、冷却、及び電力への影響を示している。本技術の他の態様は、これらの結果の例の範囲外である。

以下に、プロセスシミュレーションと表１の結果に基づくコメントを例示する。

オプション１では、混合供給物を希釈するために、大量の水循環と７０ｐｓｉｇの大量のＬＰ蒸気を使用する。オプション１では、反応器流出物を冷却するために大量の冷却水を使用する。

オプション２には２つの飽和塔があるが、オプション１と比較して、各飽和塔の水循環が少ないため、蒸気量は同じだが６０ｐｓｉｇとなる。しかし、オプション２では、オプション１よりも冷却水需要が比較的高い。

オプション３は、飽和塔が２つあるが、反応器流出物からの熱回収モードがある。オプション１と比較して、オプション３は、６０ｐｓｉｇのＬＰ蒸気を使用する。しかし、オプション３は、水循環に大きな影響を与えない。オプション３のＬＰ蒸気需要は、オプション１より３１％減少し、冷却水需要はオプション１より２１％減少した。

オプション４は、オプション３と比較的同じエネルギー結果であるが、飽和塔が２基ではなく１基（エタン供給物用）であるため、オプション３の方が単純明快である。しかし、供給物飽和のために７０ｐｓｉｇのＬＰ蒸気が採用されるため、オプション３と比較して水の循環が少なくなる。

オプション５には、オプション４と比較して、追加の熱交換器が含まれる。追加の熱交換器は、オプション４と比較して、エタン飽和塔のリサイクル水を予熱する。ＬＰ蒸気需要は、オプション１より３７％減少し、冷却水需要は、オプション１より２９％減少した。

オプション６は、６０ｐｓｉｇのＬＰ蒸気に対してエタンと酸素の供給を完全に飽和させるために、２台の熱交換器を使用する。これにより、一般に、飽和塔とそれに付随する塔水循環ポンプが不要になる。ＬＰ蒸気の必要量はオプション１より３７％減少し、冷却水需要はオプション１より２５％減少する。

オプション７は、エタン供給物を完全に飽和させるために１台の熱交換器を使用する。したがって、熱交換器は、オプション６と比較して、エタンの部分飽和に利用される熱交換器や、エタンの完全飽和に利用される後続の熱交換器よりも大きくなる可能性がある。しかし、エタン供給物を水で完全に飽和させるために熱交換器を使用することは、エタンを完全に飽和させるためにエタン飽和塔を採用することと比較して、全体として設備が少なくて済むことを意味する。ＬＰ蒸気の必要量はオプション１より３７％減少し、冷却水需要はオプション１より２９％減少した。

オプション８は、希釈蒸気発生システムを使用して混合供給物を希釈する最も簡単な方法の一つである。これは２００ｐｓｉｇのＭＰ蒸気を使用した。ＭＰ蒸気需要は、オプション１のＬＰ蒸気より３４％減少し、冷却需要は、オプション１と比較して２４％減少した。

オプション９は、混合供給物を希釈するオプション１～９の中で、最も単純な技術として特徴付けることができる。オプション９は、オプション８に似ているが、反応器流出物に対するエタン及び酸素供給物の２つの部分飽和物質を除去されている。ＭＰ蒸気要件は、オプション１（ＬＰ蒸気）より２０％少なく、冷却水需要はオプション１と比較して１２％少ない。

図１１は、エチレンを製造する方法１１００である。ブロック１１０２において、本方法は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化することを含む。ＯＤＨ反応器は、例えば固定床反応器又は流動床反応器である。酢酸は、エタンをエチレンに脱水素化するＯＤＨ反応の副産物として、ＯＤＨ反応器内で生成されることがある。

ブロック１１０４において、本方法は、ＯＤＨ反応器からの流出物を排出することを含む。流出物にはエチレンと水が含まれ、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応のエタンが含まれる場合がある。いくつかの実施態様では、流出物からの熱を使用して、熱交換器内で水（例えば、ボイラー給水）を加熱し、ＯＤＨ反応器を有する施設で消費するための蒸気を発生させることができる。

ブロック１１０６において、本方法は、ＯＤＨ反応器にエタンを含む供給物を供給することを含む。エタンは、供給パイプラインから供給されるエタンガスでもよいし、下流のＣ２スプリッターからのリサイクルエタンなどでもよい。エタンは、供給パイプラインから供給される液体エタンで、蒸発してエタンガスになる。本明細書で使用される場合、エタンという用語は、一般にエタンガスを意味する。後述するように（ブロック１１１０）、水（例えば、リサイクル水）をエタンガスに添加して、水による供給物希釈を行うことができる。いくつかの実施形態では、水の添加により、エタンガスが水で飽和する可能性がある。

ブロック１１０８において、本方法は、ＯＤＨ反応器に混合供給物を得るために、エタンを含む供給物に酸素（Ｏ_２ガス）を添加することを含む。本明細書で使用される場合、酸素という用語は、一般にＯ_２ガスを意味する。酸素は、エタンを含む供給物を搬送する導管への単一の添加点で添加してもよいし、エタンを含む供給物を搬送する導管への複数の添加点で添加してもよい。いくつかの実施態様では、後述するように（ブロック１１１０）、酸素を供給物に添加する前に、供給物を水で希釈するために、水（例えば、リサイクル水）を酸素に添加することができる。反応器への混合供給物には、エタンガスと酸素ガスが含まれる。混合供給物は、供給物希釈のために添加された水を含むことができる（ブロック１１１０）。

ブロック１１１０において、本方法は、ＯＤＨ反応器への供給物をリサイクル水で希釈するために、流出物からリサイクル水として水を回収することを含む。説明したように（ブロック１１０６）、供給物にはエタンが含まれる。供給物の希釈には、エタンにリサイクル水を添加することも含まれる。供給物を希釈することは、供給物に添加された酸素にリサイクル水を添加することを含む（ブロック１１０８）。流出物から水を回収して供給物に添加することで、エチレンを製造する際の水の消費量を減らすことができる。換言すると、供給物希釈のために流出物から水を回収しなければ、供給物希釈のために外部の水を消費する必要があるかもしれない。供給物希釈のための流出物からの水の回収は、いくつかの実施態様では、流出物と供給物との間の水の実質的な閉鎖循環を提供することができる。

流出物から水を回収することは、冷却媒体として冷却水を用いた熱交換器に流出物を通すなどして、流出物中の水と酢酸を凝縮させることを含むことができる。凝縮水と凝縮酢酸は、フラッシュドラムなどで残りの流出物（ガス）から分離することができる。凝縮水と凝縮酢酸を組み合わせて原料酢酸と表示することができる。残りの流出物（ガス）には、エチレン、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応のエタンなどが含まれる。ガスは酢酸スクラバー（又は同様の塔）でスクラビングし、ガス中の少量の酢酸蒸気と水蒸気を除去することができる。スクラビングされたガスは、エチレン生成物としてエチレンを回収するためのさらなる処理のためのプロセスガスとして送られてもよい（ブロック１１１４）。原料酢酸は、酢酸スクラバー用のスクラビング水と同様に、酢酸生成物を得るために処理することができる。酢酸スクラバー（又は同様の塔）からのボトム流は、供給物希釈に利用されるリサイクル水となり得る。

供給物希釈のために供給物にリサイクル水を添加することは、供給物への酸素添加の上流で、導管内又はエタン飽和塔内、あるいはその両方で、リサイクル水をエタンに添加すること、又は供給物への酸素添加の前に、導管内又は酸素飽和塔内、あるいはその両方で、リサイクル水を酸素に添加すること、あるいはそれらの任意の組合せを含むことができる。供給物希釈のために供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に添加するための希釈蒸気を得るために、蒸気希釈ドラム内でリサイクル水を蒸発させることを含むことができる。供給物希釈のために供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に酸素を添加する上流でエタンに希釈蒸気としてリサイクル水を添加すること、又は供給物に酸素を添加する上流で酸素に希釈蒸気としてリサイクル水を添加すること、又はそれらの組合せを含むことができる。

ブロック１１１２において、本方法は、供給物を処理するために流出物から熱を回収することを含む。供給物の例については、ブロック１１０６、１１０８に関する上記を参照のこと。供給物の処理には、供給物を加熱することが含まれる。供給物は、熱交換器（クロス交換器）などにおいて、流出物を加熱媒体として加熱することができる。したがって、熱は流出物から回収され、熱交換器で供給液に伝達される。

供給物の処理には、供給物の水希釈（例えば、ブロック１１１０）が含まれる。水の希釈を行うために流出物から熱を回収することは、クロス交換器などで、流出物からの熱でリサイクル水を加熱することを含むことができる。実施態様では、リサイクル水（例えば、流出物によって加熱されない）がエタンに添加され、水の希釈のために流出物からの熱で（例えば、熱交換器で）加熱される混合物が得られる。いくつかの実施態様では、リサイクル水（例えば、流出物によって加熱されない）が酸素に添加され、流出物を用いて（例えば、熱交換器内で）加熱される混合物が得られる。特定の実施態様では、エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に添加される酸素にリサイクル水を添加することを含み、水希釈を実行するために流出物から熱を回収することは、流出物からの熱でリサイクル水と供給物に添加される酸素との混合物を加熱することを含む。

供給物を処理するための熱を回収することにより、エチレンを製造する際のエネルギー消費を削減することができる。例えば、流出物を用いて供給物を加熱することで、蒸気で供給物を加熱することを避けることができ、これにより、蒸気の利用に伴うエネルギー消費が削減される。さらに、流出物を用いてリサイクル水（又はリサイクル水を含む混合物）を加熱することで、蒸気によるリサイクル水又は混合物の加熱を避けることができるため、リサイクル水の加熱に蒸気を使用することに伴うエネルギー消費を避けることができる。

ブロック１１１４において、本方法は、ブロック１１１０に関して述べたプロセスガスを処理することを含む。処理には、プロセスガス圧縮機を介するなどして、プロセスガスの圧力を高めることが含まれる。処理には、プロセスガスから軽質成分（ＣＯなど）を除去することも含まれる。処理には、Ｃ２スプリッター（蒸留カラム）などで、プロセスガスのエタンからエチレンを分離することも含まれる。プロセスガスの処理により、流通用又はさらなる処理用のエチレン生成物が得られる。

一実施形態には、エチレンを製造する方法が含まれる。この方法は、エタンに水を添加して混合物を得る工程と、混合物を、供給物熱交換器を通して流し、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器からの流出物を用いて混合物を加熱する工程と、混合物に酸素を添加して、ＯＤＨ反応器用の混合供給物を得る工程と、を含む。この方法は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程と、ＯＤＨ反応器から流出物を排出する工程とを含み、流出物は、エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応エタンを含む。この方法は、混合供給物をＯＤＨ反応器に導入することを含んでもよく、エタンに添加される水は、流出物の処理からのリサイクル水を含み、供給物熱交換器の上流の混合物は、水で飽和したエタンを含む。エタンに水を添加する工程は、エタン飽和塔内でエタンに水を添加することを含んでもよい。その場合、エタン飽和塔内でエタンに水を添加する前に、エタンに添加される水を、流出物を用いてクロス交換器内で加熱することを含んでもよい。エタンに水を添加する工程は、エタン飽和塔の上流の熱交換器の上流の導管内でエタンに水を添加することをさらに含んでもよく、熱交換器は、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器である。

エタンに水を添加する工程は、熱交換器の上流の導管内でエタンに水を添加することを含んでもよく、熱交換器は、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器である。その場合、導管内でエタンに水を添加する前に、流出物を用いて第２のクロス交換器内で水を加熱してもよい。

エタンに水を添加する工程は、希釈蒸気ドラムからエタンを搬送する導管に希釈蒸気を添加することを含んでもよい。その場合、この方法は、水を希釈蒸気ドラムに導入する前に、流出物を用いてクロス交換器内で水を加熱することを含んでもよい。エタンに水を添加する工程は、希釈蒸気を受け取るエタンの上流の熱交換器の上流でエタンを搬送する導管に水を添加することをさらに含んでもよく、熱交換器は、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器である。

この方法は、混合物に酸素を添加する前に、酸素に水を添加することを含んでもよく、混合物に酸素を添加することは、混合物を搬送する導管に酸素を添加することを含んでもよく、酸素に水を添加することは、熱交換器の上流で酸素を搬送する導管に水を添加すること、又は酸素飽和塔内で酸素に水を添加すること、又はそれらの組合せを含んでもよく、熱交換器は、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器を備える。酸素に水を添加することは、希釈蒸気ドラムから酸素を搬送する導管に希釈蒸気を添加することを含んでもよい。

別の実施形態は、ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程であって、ＯＤＨ反応器内で酢酸を形成する、工程と、ＯＤＨ反応器からのエチレン、酢酸、及び水を含む流出物を排出する工程と、を含む、エチレンを製造する方法に関する。この方法は、フラッシュドラム内で流出物をガスと原料酢酸に分離する工程を含み、ガスはエチレン、水、酢酸、エタン、二酸化炭素、一酸化炭素を含み、原料酢酸は酢酸と水を含む。この方法は、酢酸スクラバー容器内でガスから酢酸及び水を除去する工程と、酢酸スクラバー容器から排出されるボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程とを含む。この方法は、流出物を用いてクロス交換器内でリサイクル水を加熱することを含んでもよい。リサイクル水としての酢酸スクラバーからのボトム流は、水に加えて酢酸を含んでもよい。ボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程は、リサイクル水をエタンに添加することを含んでもよい。その場合、リサイクル水をエタンに添加することは、エタン飽和塔内でエタンにリサイクル水を添加すること、又はクロス交換器の上流でエタンを搬送する導管にリサイクル水を添加すること、又はこれらの組合せを含んでもよく、クロス交換器は加熱媒体として流出物を利用する。ボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程は、酸素飽和塔内でリサイクル水を酸素に添加すること、又はクロス交換器の上流の導管内でリサイクル水を酸素に添加すること、又はそれらの組合せを含んでもよく、クロス交換器は加熱媒体として流出物を利用する。

さらに別の態様は、エタンをエチレンに脱水素化し、エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及びエタンを含む流出物を排出するためのＯＤＨ触媒を有する酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器を備える、エチレン製造システムである。エチレン製造システムは、ＯＤＨ反応器からの流出物をガスと原料酢酸に分離するフラッシュドラムを備え、ガスはエチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及びエタンを含み、原料酢酸は酢酸及び水を含む。エチレン製造システムは、ガスから酢酸及び水を除去し、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水としてボトム流を排出するための酢酸スクラバー容器を備え、ボトム流は酢酸及び水を含む。エチレン製造システムは、流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器、及び／又は、リサイクル水とエタンの混合物を受け取り、流出物を用いてこの混合物を加熱するためのクロス交換器を備えてもよい。エチレン製造システムは、リサイクル水と酸素の混合物を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用に、流出物を用いて混合物を加熱するためのクロス交換器を備えてもよい。

エチレン製造システムは、リサイクル水を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用のエタンにリサイクル水を添加するためのエタン飽和塔を備えてもよい。その場合、エチレン製造システムは、エタン飽和塔の上流にあり、エタン飽和塔内でエタンにリサイクル水を添加する前に、流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器を備えてもよい。実施態様では、エチレン製造システムは、エタン飽和塔の上流にあり、流出物を用いてリサイクル水とエタンとの混合物を加熱するためのクロス交換器と、クロス交換器によって加熱された混合物をエタン飽和塔に搬送するための導管と、を備えてもよく、リサイクル水を受け取るエタン飽和塔が、混合物を受け取るエタン飽和塔で構成され、エタンにリサイクル水を添加するエタン飽和塔が、混合物とは別に受け取ったエタンにエタン飽和塔内で混合物を添加するエタン飽和塔で構成される。エチレン製造システムは、リサイクル水を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用の酸素にリサイクル水を添加するための酸素飽和塔を備えてもよい。

エチレン製造システムは、ＯＤＨ反応器への供給用に、エタンに希釈蒸気を添加するため、又は酸素に希釈蒸気を添加するため、又はそれらの組合せのために、リサイクル水を受け取れて蒸発させ、希釈蒸気にするための蒸気希釈ドラムを備えてもよい。その場合、エチレン製造システムは、蒸気希釈ドラムの上流にあり、蒸気希釈ドラムにリサイクル水を導入する前に、流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器を備えてもよい。

供給物を処理するために流出物から熱を回収する工程により、エチレンを製造する際のエネルギー消費を低減することができる。供給物に添加するために流出物から水を回収する工程により、エチレンを製造する際の水消費を低減することができる。供給物を処理するために、流出物から熱を回収する工程は、流出物からの熱を用いて供給物を加熱することを含むことができる。供給物を処理するために、流出物から熱を回収する工程は、加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、供給物を加熱することを含むことができる。

流出物から水を回収する工程は、流出物中の水及び酢酸を凝縮させて凝縮水及び凝縮酢酸を得ることと、流出物から凝縮水及び凝縮酢酸として原料酢酸を分離して、流出物からエチレン、二酸化炭素、一酸化炭素及び未反応エタンを含むガスを得ることとを含んでもよい。さらに、流出物から水を回収する工程は、原料酢酸を処理して酢酸生成物とスクラビング水とを得ることを含み、スクラビング水が、ガスから酢酸を除去する酢酸スクラバー用のものであり、リサイクル水が、酢酸スクラバーから排出されるボトム流を含むか、又は酢酸スクラバーから排出されるボトム流である。

エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に酸素を添加する前にエタンにリサイクル水を添加することを含んでもよく、又は供給物に酸素を添加する前に酸素にリサイクル水を添加することを含んでもよく、又はそれらの組合せを含んでもよい。エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に酸素を添加する上流のエタン飽和塔内でエタンにリサイクル水を添加することを含んでもよく、又は供給物に酸素を添加する前に酸素飽和塔内で酸素にリサイクル水を添加することを含んでもよく、又はそれらの組合せを含んでもよい。

エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に酸素を添加する上流でエタンに希釈スチームとしてリサイクル水を添加することを含んでもよく、又はエタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に酸素を添加する上流で酸素に希釈スチームとしてリサイクル水を添加することを含んでもよく、又はそれらの組合せを含んでもよい。エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、蒸気希釈ドラム内でリサイクル水を蒸発させて、供給物に添加するために希釈蒸気を得ることを含んでもよい。

供給物を処理することは、供給物の水希釈を行うことを含んでもよい。その場合、水希釈を行うために流出物から熱を回収することは、流出物からの熱でリサイクル水を加熱することを含んでもよい。エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、混合物を得るためにリサイクル水をエタンに添加することを含んでもよく、水希釈を行うために流出物から熱を回収することは、流出物からの熱で混合物を加熱することを含む。エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することは、供給物に添加される酸素にリサイクル水を添加することを含んでもよく、水希釈を行うために流出物から熱を回収することは、リサイクル水と供給物に添加される酸素との混合物を流出物からの熱で加熱することを含む。

さらに別の態様は、エタンをエチレンに脱水素化するＯＤＨ反応器からの流出物（エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応のエタンを含む）を排出する工程を含む、エチレンを製造する方法である。この方法は、ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物の水希釈を行う工程を含む。この水希釈は、エタンにリサイクル水を添加することを含む。この方法は、流出物から水を回収して、水希釈を行うためのリサイクル水として回収水を得る工程を含む。この方法は、水希釈の下流にある供給物を、供給物熱交換器を通して流し、供給物を流出物を用いて加熱する工程と、供給物に酸素を添加して、供給物をＯＤＨ反応器用の混合供給物として得る工程とを含む。水希釈を行う工程は、酸素にリサイクル水を添加することをさらに含んでもよい。この方法は、水希釈を行うために流出物から熱を回収することを含んでもよい。水希釈を行うために流出物から熱を回収することは、加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、リサイクル水を加熱することを含んでもよい。水希釈を行うために流出物から熱を回収することは、加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、エタンとリサイクル水との混合物を加熱することを含んでもよく、又は加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、酸素とリサイクル水との混合物を加熱することを含んでもよく、又はその両方を行うことを含んでもよい。

多くの実施態様を説明してきたが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることが理解されるであろう。

本開示は、酸化的脱水素化によるエチレンの製造方法及びシステムに関する。

Claims (47)

1. エチレンを製造する方法であって、
   エタンに水を添加して混合物を得る工程と、
   混合物を、供給物熱交換器を通して流し、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器からの流出物を用いて混合物を加熱する工程と、
   混合物に酸素を添加して、ＯＤＨ反応器用の混合供給物を得る工程と、
   ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、ＯＤＨ触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程と、
   ＯＤＨ反応器からのエチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応エタンを含む流出物を排出する工程と、
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、混合供給物をＯＤＨ反応器に導入することを含み、エタンに添加される水は、流出物の処理からのリサイクル水を含み、供給物熱交換器の上流の混合物は、水で飽和したエタンを含む、方法。
3. エタンに水を添加する工程が、エタン飽和塔内でエタンに水を添加することを含む、請求項１に記載の方法。
4. エタン飽和塔内でエタンに水を添加する前に、エタンに添加される水を、流出物を用いてクロス交換器内で加熱することを含む、請求項３に記載の方法。
5. エタンに水を添加する工程が、エタン飽和塔の上流の熱交換器の上流の導管内でエタンに水を添加することをさらに含み、熱交換器が、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器を備える、請求項３に記載の方法。
6. エタンに水を添加する工程が、熱交換器の上流の導管内でエタンに水を添加することを含み、熱交換器が、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器を備える、請求項１に記載の方法。
7. 導管内でエタンに水を添加する前に、流出物を用いて第２のクロス交換器内で水を加熱することを含む、請求項６に記載の方法。
8. エタンに水を添加する工程が、希釈蒸気ドラムからエタンを搬送する導管に希釈蒸気を添加することを含む、請求項１に記載の方法。
9. 水を希釈蒸気ドラムに導入する前に、流出物を用いてクロス交換器内で水を加熱することを含む、請求項８に記載の方法。
10. エタンに水を添加する工程が、希釈蒸気を受け取るエタンの上流の熱交換器の上流でエタンを搬送する導管に水を添加することをさらに含み、熱交換器が、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器を備える、請求項８に記載の方法。
11. 混合物に酸素を添加する前に、酸素に水を添加することを含み、混合物に酸素を添加することが、混合物を搬送する導管に酸素を添加することを含む、請求項１に記載の方法。
12. 酸素に水を添加することが、熱交換器の上流で酸素を搬送する導管に水を添加すること、又は酸素飽和塔内で酸素に水を添加すること、又はそれらの組合せを含み、熱交換器が、加熱媒体として流出物を利用するクロス交換器を備える、請求項１１に記載の方法。
13. 酸素に水を添加することが、希釈蒸気ドラムから酸素を搬送する導管に希釈蒸気を添加することを含む、請求項１１記載の方法。
14. エチレンを製造する方法であって、
    ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程であって、ＯＤＨ反応器内で酢酸を形成する、工程と、
    ＯＤＨ反応器からのエチレン、酢酸、及び水を含む流出物を排出する工程と、
    フラッシュドラム内で流出物をガスと原料酢酸に分離する工程であって、ガスはエチレン、水、酢酸、エタン、二酸化炭素、一酸化炭素を含み、原料酢酸は酢酸と水を含む、工程と、
    酢酸スクラバー容器内でガスから酢酸及び水を除去する工程と、
    酢酸スクラバー容器から排出されるボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程と、
    を含む、方法。
15. 流出物を用いてクロス交換器内でリサイクル水を加熱することを含む、請求項１４記載の方法。
16. ボトム流が水及び酢酸を含み、ボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程が、リサイクル水をエタンに添加することを含む、請求項１４に記載の方法。
17. リサイクル水をエタンに添加することが、エタン飽和塔内でエタンにリサイクル水を添加すること、又はクロス交換器の上流でエタンを搬送する導管にリサイクル水を添加すること、又はこれらの組合せを含み、クロス交換器が、加熱媒体として流出物を利用する、請求項１６に記載の方法。
18. ボトム流を、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水として利用する工程が、酸素飽和塔内でリサイクル水を酸素に添加すること、又はクロス交換器の上流の導管内でリサイクル水を酸素に添加すること、又はそれらの組合せを含み、クロス交換器が、加熱媒体として流出物を利用する、請求項１４に記載の方法。
19. エタンをエチレンに脱水素化し、エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及びエタンを含む流出物を排出するためのＯＤＨ触媒を含む、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器と、
    ＯＤＨ反応器からの流出物をガスと原料酢酸に分離するフラッシュドラムであって、ガスはエチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及びエタンを含み、原料酢酸は酢酸及び水を含む、フラッシュドラムと、
    ガスから酢酸及び水を除去し、ＯＤＨ反応器への供給物を希釈するためのリサイクル水としてボトム流を排出するための酢酸スクラバー容器であって、ボトム流は酢酸及び水を含む、酢酸スクラバー容器と、
    を備える、エチレン製造システム。
20. 流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器を備える、請求項１９に記載のシステム。
21. リサイクル水を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用のエタンにリサイクル水を添加するためのエタン飽和塔を備える、請求項１９に記載のシステム。
22. エタン飽和塔の上流にあり、エタン飽和塔内でエタンにリサイクル水を添加する前に、流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器を備える、請求項２１に記載のシステム。
23. 請求項２１に記載のシステムであって、
    エタン飽和塔の上流にあり、流出物を用いてリサイクル水とエタンとの混合物を加熱するためのクロス交換器と、
    クロス交換器によって加熱された混合物をエタン飽和塔に搬送するための導管と、
    を備え、
    リサイクル水を受け取るエタン飽和塔が、混合物を受け取るエタン飽和塔で構成され、エタンにリサイクル水を添加するエタン飽和塔が、混合物とは別に受け取ったエタンにエタン飽和塔内で混合物を添加するエタン飽和塔で構成される、システム。
24. リサイクル水とエタンの混合物を受け取り、流出物を用いてこの混合物を加熱するためのクロス交換器を備える、請求項１９に記載のシステム。
25. リサイクル水を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用の酸素にリサイクル水を添加するための酸素飽和塔を備える、請求項１９に記載のシステム。
26. リサイクル水と酸素の混合物を受け取り、ＯＤＨ反応器への供給用に、流出物を用いて混合物を加熱するためのクロス交換器を備える、請求項１９に記載のシステム。
27. ＯＤＨ反応器への供給用に、エタンに希釈蒸気を添加するため、又は酸素に希釈蒸気を添加するため、又はそれらの組合せのために、リサイクル水を受け取れて蒸発させ、希釈蒸気にするための蒸気希釈ドラムを備える、請求項１９に記載のシステム。
28. 蒸気希釈ドラムの上流にあり、蒸気希釈ドラムにリサイクル水を導入する前に、流出物を用いてリサイクル水を加熱するためのクロス交換器を備える、請求項２７に記載のシステム。
29. エチレンを製造する方法であって、
    ＯＤＨ反応器内で酸素の存在下、酸化的脱水素化（ＯＤＨ）触媒を介してエタンをエチレンに脱水素化する工程と、
    ＯＤＨ反応器からのエチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応エタンを含む流出物を排出する工程と、
    ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物を処理するために、流出物から熱を回収する工程と、
    供給物の水希釈を行う際に供給物に添加するために、流出物からリサイクル水として水を回収する工程と、
    ＯＤＨ反応器へのエタン及び酸素を含む混合供給物を得るために、供給物に酸素を添加する工程であって、混合供給物は、流出物からリサイクル水として回収された水を含み、リサイクル水は前記供給物に添加される、工程と、
    を含む、方法。
30. 供給物を処理するために前記熱を回収する工程が、エチレンを製造する際のエネルギー消費を低減し、供給物に添加するために水を回収する工程が、エチレンを製造する際の水消費を低減する、請求項２９に記載の方法。
31. 供給物を処理するために流出物から熱を回収する工程が、流出物からの熱を用いて供給物を加熱することを含む、請求項２９に記載の方法。
32. 供給物を処理するために流出物から熱を回収する工程が、加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、供給物を加熱することを含む、請求項２９に記載の方法。
33. 流出物から水を回収する工程が、流出物中の水及び酢酸を凝縮させて凝縮水及び凝縮酢酸を得ることと、流出物から凝縮水及び凝縮酢酸を含む原料酢酸を分離して、流出物からエチレン、二酸化炭素、一酸化炭素及び未反応エタンを含むガスを得ることとを含む、請求項２９に記載の方法。
34. 流出物から水を回収する工程が、原料酢酸を処理して酢酸生成物とスクラビング水とを得ることを含み、スクラビング水が、ガスから酢酸を除去する酢酸スクラバー用のものであり、リサイクル水が、酢酸スクラバーから排出されるボトム流を含む、請求項３３に記載の方法。
35. エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に酸素を添加する前にエタンにリサイクル水を添加することを含むか、又はエタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に酸素を添加する前に酸素にリサイクル水を添加することを含むか、又はそれらの組合せを含む、請求項２９に記載の方法。
36. エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に酸素を添加する上流のエタン飽和塔内でエタンにリサイクル水を添加することを含むか、又はエタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に酸素を添加する前に酸素飽和塔内で酸素にリサイクル水を添加することを含むか、又はそれらの組合せを含む、請求項２９に記載の方法。
37. エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に酸素を添加する上流でエタンに希釈スチームとしてリサイクル水を添加することを含むか、又はエタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に酸素を添加する上流で酸素に希釈スチームとしてリサイクル水を添加することを含むか、又はそれらの組合せを含む、請求項２９に記載の方法。
38. エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、蒸気希釈ドラム内でリサイクル水を蒸発させて、供給物に添加するために希釈蒸気を得ることを含む、請求項２９に記載の方法。
39. 供給物を処理することが、供給物の水希釈を行うことを含む、請求項２９に記載の方法。
40. 水希釈を行うために流出物から熱を回収することが、流出物からの熱でリサイクル水を加熱することを含む、請求項３９に記載の方法。
41. エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、混合物を得るためにリサイクル水をエタンに添加することを含み、水希釈を行うために流出物から熱を回収することが、流出物からの熱で混合物を加熱することを含む、請求項３９に記載の方法。
42. エタンを含む供給物にリサイクル水を添加することが、供給物に添加される酸素にリサイクル水を添加することを含み、水希釈を行うために流出物から熱を回収することが、リサイクル水と供給物に添加される酸素との混合物を流出物からの熱で加熱することを含む、請求項３９記載の方法。
43. エチレンを製造する方法であって、
    エタンをエチレンに脱水素化する酸化的脱水素化（ＯＤＨ）反応器からの流出物を排出する工程であって、流出物は、エチレン、水、酢酸、二酸化炭素、一酸化炭素、及び未反応のエタンを含む、工程と、
    ＯＤＨ反応器用のエタンを含む供給物の水希釈を行う工程であって、水希釈は、エタンにリサイクル水を添加することを含む、工程と、
    流出物から水を回収して、水希釈を行うためのリサイクル水として回収水を得る、工程と、
    水希釈の下流にある供給物を、供給物熱交換器を通して流し、供給物を流出物で加熱する工程と、
    供給物に酸素を添加して、供給物をＯＤＨ反応器用の混合供給物として得る工程と、
    を含む、方法。
44. 水希釈を行う工程が、酸素にリサイクル水を添加することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
45. 水希釈を行うために流出物から熱を回収することを含む、請求項４３に記載の方法。
46. 水希釈を行うために流出物から熱を回収することが、加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、リサイクル水を加熱することを含む、請求項４５に記載の方法。
47. 水希釈を行うために流出物から熱を回収することが、加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、エタンとリサイクル水との混合物を加熱すること、又は加熱媒体として流出物を用いて、熱交換器内で、酸素とリサイクル水との混合物を加熱すること、又はその両方を行うことを含む、請求項４５に記載の方法。

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