JP5521050B2

JP5521050B2 - 精製化学工業用ろ過方法

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Publication number: JP5521050B2
Application number: JP2012535239A
Authority: JP
Inventors: ピンウェンイェン; ユーシェーヴホー; ハンズチュウ; チュンジョンヒュー; ジュンチェンチャン; ツォンビンリン; ワイヤンツォング; チェンツゥンホン; ハンチュンシェン; ジェンチェンリー; リーフ−ミン
Original assignee: シーピーシーコーポレイションタイワン
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: EP2491098A1; US20100065504A1; TWI439314B; TW201117873A; CN102597175B; US20120228231A1; CN102597175A; WO2011049788A1; JP2013508508A; KR20120083549A; MY158521A; KR101481247B1; US9080112B2

Description

精製装置内のプロセスストリームは、往々にして、下流のプロセスユニットに対して有害且つ／又はプロセス装置に対して腐食性である汚染物質によって、あるいは、プロセスライン、バルブ、及びポンプを阻害する傾向がある鉄さびのような固体物質によって汚染されている汚染物質によって汚染されている。ストリームがプロセス又はプロセスユニットの特定の要素にストリームが入り込む前に汚染物質を除去して、プロセス又はユニットの性能を維持しなければならない。ろ過スクリーン、フィルタハウジング、又は吸着体又はろ過媒体を含むカートリッジをプロセスユニットの前に配置して不要な物質の塊を除去することが通常である。温度約２００℃の水素化処理装置に供給する前に、例えば、ＲＯＮＮＩＮＧ−ＰＥＴＴＥＲマルチプレックスフィルタを用いて、常圧蒸留残留オイルから固体物質を除去する。ろ過領域を大きくするために、トリクラスター要素がフィルタに備えられている。このようなろ過装置の短所は、大量の固形物質及び腐食による鉄さびによって短時間のうちに不能となってしまうおそれがあることである。従って、汚染物質の蓄積によって、操業時に圧力の上昇及び／又は流量の低下等の問題が生じるので、プロセスストリームを上述のようなろ過装置をバイパスさせることが頻繁に行われている。更に、従来のろ過装置を再生するためには、フィルタ部品を分解して取り替える必要があったが、これは、コスト高であり、時間がかかり、環境的に有害な仕事であった。

化学プラント中のプロセスストリームは、固形物質の観点から言えば、精製装置内のプロセスストリームよりもクリーンであるが、通常、化学ストリームは極性分子を含む。この極性分子は、極性化して固体スラッジを形成し、又は分解して腐食又は腐食に関係のある問題を引き起こす更なる活性種を生成する。活性炭素は、プロセスストリームから活性種を除去する吸着体として頻繁に用いられる。Ｊｏｈｎｓｏｎによる米国特許第４，８６１，９００号は、活性炭素を用いて、スルホレンからスルホランへの接触水素化における触媒毒である少量の化合物を除去することについて開示している。

同様に、Ｂｒｏｕｇｈｔｏｎによる米国特許第３，４７０，０８７号は、炭化水素生成物ストリームから、活性炭素による吸着サイクルを通じて極性溶媒を除去し、その後、吸着された溶媒を脱着して回収する技術について開示している。活性炭素を用いる吸着脱着装置は、吸着体に強力に付着して、ユニットのクリーニングを困難にする固体スラッジ又は微細さび粒子によって急速に飽和されてしまうため、これらのユニットは実用的ではないことが証明されてきた。アルミナ、シリカゲル、及びゼオライト材料のような他の吸着体も、プロセスストリームから極性物質を除去するために使用されてきた。例えば、Ｄｅａｌによる米国特許第３，９５３，３２４号も、低温でシリカゲルによってプロダクトストリームから極性溶媒を吸着して、比較的高い温度で供給混合物を流してシリカゲルから吸着された溶媒を回収する方法について開示している。この方法は、活性炭素を用いる吸着−脱着法に付随する問題と同様の問題に直面する。

鉄さび、溶解イオン性不純物及び極性不純物のような浮遊微細粒子物質の両方をプロセスストリームから除去するための方法が、Ｌａｌによる米国特許第５，０５３，１３７号に開示されている。この技術は、汚染された溶媒（スルホラン）を連続して配置された、カチオン交換樹脂を含む第１カラムとアニオン交換樹脂を含む第２カラムからなる一対のカラムに通過させることを伴う。この方法は有効であるが、イオン交換樹脂のキャパシティが限られているため、少量の溶媒しかクリーニングできないために商業的に実施可能ではない。更に、この方法は、大量の有害な廃棄物を生じる。最終的には、ろ過、吸着、及びイオン交換を組み合わせて液体ストリームから汚染物質を除去する方法がＣａｓｏｌｏによる米国特許第３，９８５，６４８号に開示されている。残念なことに、このシステムは、カチオン交換体及びアニオン交換体の両方と、吸着カラムとを含む複数のイオン交換カラムを必要とするため、プロセスの設計及び実施の双方が複雑であった。

従って、精製化学産業において、効率的で、安全で、且つ容易に再生可能なフィルタであって、（ｉ）固体物質、（ｉｉ）プロセスストリーム中の活性種によって生成されるポリマースラッジ、及び／又は（ｉｉｉ）精製化学プロセス装置に用いられる様々な材料を攻撃する腐食性種により生成される鉄さびを含む汚染物質を除去するために特に適したフィルタが必要とされてきた。

米国特許第４，８６１，９００号明細書米国特許第３，４７０，０８７号明細書米国特許第３，９５３，３２４号明細書米国特許第５，０５３，１３７号明細書米国特許第３，９８５，６４８号明細書

本発明は、本質的に常磁性である鉄さび微粒子及びポリマースラッジを、精製化学プロセスストリームから除去するための磁石を用いた新規なフィルタに関するものである。これらのフィルタの性能は、磁石によって生じる磁場の存在によるものである。本発明は、部分的には、プラント建設における一般的な材料であるカーボンスチールが、プロセスストリーム中に充満する酸性成分によって腐食されやすいという認識に基づくものである。腐食により第１鉄イオンが生じて硫黄、酸素、及び水と反応し、微細粒子又は可視の薄片として、常磁性のＦｅＳ、ＦｅＯ、Ｆｅ（ＯＨ）_２、Ｆｅ（ＣＮ）_６等を生成する。これらの常磁性の材料は他の分解スラッジをひきつけ、汚染物質全体を常磁性とする。結果的に、本発明による磁石ろ過装置を用いてプロセスストリームから汚染物質の全質量を除去することが可能になる。

一実施形態では、本発明は、プロセスストリームから汚染物質を継続的に除去するろ過装置であって、（ｉ）コンパートメントを有する圧力容器と、（ｉｉ）コンパートメント内に配置された少なくとも一つの磁石と、そして、少なくとも一つの磁石を通過する、汚染物質を含むプロセスストリームの流れをチャネリングする手段と、を備えることを特徴とする、ろ過装置に関するものである。各磁石はステンレススチール又は他の適切な耐腐食性材料からなるハウジングに内包されていることが好ましい。ハウジングは容器と一体であっても良い。ハウジングの外面は、プロセスストリームと接触して、汚染物質が付着する吸着性表面として機能する。本発明によるろ過装置は、異なる動作条件に適応するようにサイズ調整及び構成することに適しており、稼動停止時間及び有害業務を最小化することができる。

このような、本発明の第１の観点によれば、本発明は、
プロセスストリームから汚染物質を継続的に除去するろ過装置であって、
コンパートメントを有する容器と、
前記コンパートメント内に配置された少なくとも一つの磁石であって、前記少なくとも一つの磁石は前記コンパートメント内のハウジング内に取り出し可能に内包されていることを特徴とする、少なくとも一つの磁石と、
前記少なくとも一つの磁石を含む前記ハウジングを通過する、汚染物質を含むプロセスストリームをチャネリングする手段と、
を備えることを特徴とする、ろ過装置を提供するものである。

上述のろ過装置は、複数の磁石を有し、各磁石は前記コンパートメント内の前記ハウジングに取り出し可能に内包されうる。前記ハウジングは、ステンレススチールからなりうる。前記ハウジングは、前記容器と一体でありうる。

上述のろ過装置は、前記コンパートメント内に配置された支持トレーを備えうる。前記支持トレーは、前記ハウジングを固定しうる。

上述のろ過装置は、プロセスストリーム用の注入口と処理済プロセスストリーム用の排出口を備えうる。

上述のろ過装置は、前記コンパートメント中に配置された複数の細長いステンレススチール管を有する高圧ステンレススチール容器を備え、
前記複数のステンレススチール管はそれぞれ挿入された磁気部品（例えば、磁気棒又は磁気プレート）を含みうる。前記複数の細長いステンレススチール管は、環状パターンに配置されうる。前記複数の細長いステンレススチール管は、前記高圧ステンレススチール容器と一体でありうる。上述の支持トレーが備えられる場合、前記複数のステンレススチール管を固定しうる。

前記複数の細長いステンレススチール管は、正方形又は矩形マトリクスに配置されうる。パーティションプレートは、隣接する細長いステンレススチール管列の間に配置されうる。

前記垂直細長ステンレススチールカラムは、並列配置されており、前記コンパートメントを通過するプロセスストリームのフローに沿うことができる。

前記複数の細長いステンレススチール管は、垂直細長ステンレススチールカラムでありうる。

第２の観点によれば、本発明は、ライン中でプロセスストリームから汚染物質を除去するための方法を提供する。本方法は、ろ過装置を提供するステップを含む。提供されるろ過装置は、本発明の第１の観点に従うものでありうる。かかるろ過装置は、コンパートメント、プロセスストリーム用注入口、及び処理済プロセスストリーム用排出口を有する容器を備えうる。かかるろ過装置は、前記コンパートメント内に配置された少なくとも一つの磁石であって、前記少なくとも一つの磁石は前記コンパートメント内のハウジング内に取り出し可能に内包されていることを特徴とする、少なくとも一つの磁石を備えうる。上述の方法は、前記ろ過装置に対して注入口を介してプロセスストリームを供給するステップを含むことができる。かかる方法は、好ましくは、前記ろ過装置内の圧力損失が１Ｋｇ／ｃｍ^２〜５Ｋｇ／ｃｍ^２に達した場合（あるいは、ろ過装置の圧力差が、例えば１００ｋＰａ〜５００ｋＰａの範囲である圧力差の閾値まで上昇した場合）に、前記ろ過装置と並行して稼動しているバイパスラインを介して、前記プロセスストリームを切り替えるステップを含みうる。

上述の方法は、前記少なくとも一つの磁石を前記ハウジングから取り出して汚染物質を解放するステップを含みうる。

上述の方法は、前記コンパートメントを洗い流して前記汚染物質を除去するステップを含みうる。

上述の方法は、前記少なくとも一つの磁石を前記ハウジング内に戻すステップを含みうる。

前記プロセスストリームを前記バイパスラインから前記ろ過装置に切り替えるステップを含みうる。

前記ハウジングは前記容器と一体でありうる。

第３の観点によれば、本発明は、ライン中でプロセスストリームから汚染物質を除去するための方法を提供する。本方法は、ろ過装置を提供するステップを含む。提供されるろ過装置は、本発明の第１の観点に従うものでありうる。かかるろ過装置は、コンパートメント、プロセスストリーム用注入口、及び処理済プロセスストリーム用排出口を有する容器と、前記コンパートメント内に配置された少なくとも一つの磁石であって、前記少なくとも一つの磁石は、支持トレー内に固定されたハウジング内に取り出し可能に内包されていることを特徴とする、少なくとも一つの磁石と、を備えうる。

上述の方法は、注入口を介してプロセスストリームをろ過装置に供給するステップを含みうる。

上述の方法は、前記ろ過装置内の圧力損失が１Ｋｇ／ｃｍ^２〜５Ｋｇ／ｃｍ^２に達した場合（あるいは、ろ過装置の圧力差が、例えば１００ｋＰａ〜５００ｋＰａの範囲である圧力差の閾値まで上昇した場合）に、前記ろ過装置と並行して稼動しているバイパスラインを介して、前記プロセスストリームを切り替えるステップを含みうる。

上述の方法は、前記ハウジングを固定している前記支持トレーを前記コンパートメントから取り外すステップを含みうる。

上述の方法は、前記ハウジングを固定する前記支持トレーを前記コンパートメントに戻すステップを含みうる。

上述の方法は、前記プロセスストリームを前記バイパスラインから前記ろ過装置に切り替えるステップを含みうる。

本発明は、ライン中でプロセスストリームから汚染物質を除去するための方法であって、
ろ過装置を提供するステップであって、前記ろ過装置は、（ａ）プロセスストリーム用注入口及び処理済プロセスストリーム用排出口を有する容器と、（ｂ）前記容器内に取り出し可能に内蔵された少なくとも一つの磁石であって、前記少なくとも一つの磁石は前記容器内に内蔵されて、前記プロセスストリームから汚染物質を除去することを特徴とする、少なくとも一つの磁石と、
注入口を介して前記ろ過装置に前記プロセスストリームを供給するステップと、
好ましくは前記ろ過装置の圧力損失の増大に応答して、前記ろ過装置と並行して稼動しているバイパスラインを介して前記プロセスストリームを切り替えるステップと、
前記少なくとも一つの磁石を前記容器から取り出して汚染物質を解放するステップと、
前記少なくとも一つの磁石を前記ハウジング内に戻すステップと、
前記プロセスストリームを前記バイパスラインから前記ろ過装置に切り替えるステップと、
を含む方法を提供する。

本発明の一つの観点について記載した特徴は、本発明の他の観点についても当然適用可能である。例えば、本発明による方法（プロセス）は、本発明による装置について説明したあらゆる特徴を援用することができるし、その逆も可能である。更に、任意の、すなわち本質的ではない特徴、あるいは、そのような特徴の組み合わせは、その組み合わせ自体が任意又は本質的ではない場合に、本発明の１つ又は複数の観点において省略することが可能である。

本発明の実施形態の例について添付の概略図を参照して説明する。

低レベルの固形物質を除去するための取り外し可能な吸着性管として構成されるハウジングを有するろ過装置の縦断面図である。図１Ａに示すろ過装置の横断面図である。低レベルの固形物質を除去するための取り外し不能な吸着性管として構成されたハウジングを有するろ過装置の縦断面図である。図２Ａに示すろ過装置の横断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し可能な吸着性管として構成されたハウジングを有するろ過装置の縦断面図である。図３Ａに示すろ過装置の横断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し不能な吸着性管として構成されたハウジングを有するろ過装置の縦断面図である。図４Ａに示すろ過装置の横断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し可能な吸着性スレートとして構成されたハウジングを有するろ過装置の縦断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し可能な吸着性スレートとして構成されたハウジングを有するろ過装置の横断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し可能な吸着性スレートとして構成されたハウジングを有するろ過装置の正面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し不能な吸着性スレートとして構成されたハウジングを有するろ過装置の縦断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し不能な吸着性スレートとして構成されたハウジングを有するろ過装置の横断面図である。高レベルの固形物質を除去するための取り外し不能な吸着性スレートとして構成されたハウジングを有するろ過装置の正面図である。

本発明によるろ過装置は、プロセスストリームから汚染物質を除去するために特に効果的である。汚染物質の供給元の一つはプロセス装置の腐食であり、他の供給源はプロセスストリーム中に存在する活性種であり、この活性種は、最終的には極性ポリマースラッジを形成しうる。これらの汚染物質は、本来常磁性であるため、磁石に引きつけられることが証明されてきた。汚染物質は様々な材料を含むことが一般的であり、酸性で、ｐＨが低く、黒色で粘性に富み、フィルタ、熱交換器、及び触媒ベッドを含むプロセスライン全体に堆積してしまうため、プロセスの生産性及び効率を低減させる。精製化学工業における多くのプロセス機器はカーボンスチールからなり、カーボンスチールは、特に高温高圧稼動条件下において、プロセスストリーム内の酸性物質や、システム中の空気漏れに起因する酸化によって生じた汚染物質や、塩素系添加物による腐食の影響を受けやすい。カーボンスチールが酸性物質によって腐食すると、第１鉄イオンが放出されて硫黄、酸素、及び水と反応し、微細粒子又は可視の薄片として、常磁性のＦｅＳ、ＦｅＯ、Ｆｅ（ＯＨ）_２、Ｆｅ（ＣＮ）_６等を生成する。これらの常磁性の材料は他の分解スラッジをひきつけ、汚染物質全体を常磁性とする。結果的に、汚染物質全体を、磁石を備えたろ過装置を用いてプロセスストリームから継続的に除去することが可能になる。

磁力は温度に依存する。高温では磁場強度が弱くなるため、稼動温度が過剰にならないようにして、ろ過装置の効果を損なわないようにすることが好ましい。対照的に、低温稼動は、特にクリーニング工程中には避けるべきである。さもなければ、常磁性材料がステンレススチール吸着ハウジング表面に対して過剰に強く付着してしまい、磁場を外した後にも汚染物質を落とすことができなくなってしまう。

ろ過装置の稼動温度は、通常１０℃〜２００℃であり、好ましくは、２０℃〜１５０℃である。ろ過装置を通過するプロセスストリームの空塔速度は１０ｖ／ｖ／Ｈｒ〜１０，０００ｖ／ｖ／Ｈｒであり、５０ｖ／ｖ／Ｈｒ〜５，０００ｖ／ｖ／Ｈｒであることが好ましい。ろ過装置全体の圧力損失は、残存許容量の指標となる。圧力損失が１Ｋｇ／ｃｍ^２〜１０Ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは１Ｋｇ／ｃｍ^２〜５Ｋｇ／ｃｍ^２に達すると、ろ過装置を外してクリーニングする必要がある。

１つの観点では、本発明は、ポリマースラッジ又は腐食副産物の生成に関与する比較的少量の固体物質及び活性物質を含む化学プロセスストリーム専用に設計された、継続ろ過装置を提供するものである。好ましい実施形態では、新規なろ過装置を、芳香族抽出プロセスの循環ループ中の抽出溶媒の再生に適用する。このような継続ろ過装置は、間断なく継続して溶媒ストリームから分解副産物及び腐食副産物を除去することにより、汚染抽出溶媒を再生して、芳香族抽出プロセスの生産性及び操業効率を高くすることができる。さらに、このようなろ過装置を用いて、既存の高コスト溶媒再生装置の作業負荷を実質的に低減するとともに、汚く有害な固体スラッジを実質的に削減することができる。この抽出溶媒は、例えば、スルホランであることが好ましい。

図１Ａおよび図１Ｂにろ過装置１００の一例を示す。ろ過装置１００は、着脱可能な上カバー１０４により周囲から密閉されるコンパートメント１１６を画定する高圧力容器１０２を備える。支持トレー１０８はコンパートメント１１６内に配置され、複数の磁石ハウジング１１４を収容する。支持トレー１０８は、コンパートメント１１６の外形に適合する円形周縁を有するラックとして構成されることが好ましい。各磁石ハウジング１１４は、取り出し可能に挿入されている磁気棒１１０を内包する。各磁石ハウジングは、汚染プロセスストリームと直接接触しないように磁気棒１１０を隔離し、支持トレー１０８によって保持される、垂直細長ステンレススチール管として構成される。ろ過装置１００に使用されるハウジング１１４とその磁気棒１１０の数は、通常、１本〜３０本、又はそれ以上である。バネ１０６を上カバー１０４と、複数のハウジング１１４上の内カバー１１８との間に配置して、コンパートメント１１６内の複数のハウジング１１４の位置を維持する。細かいメッシュスクリーンシリンダー１１２は、金属メッシュ素材からなるバスケットとして構成されており、コンパートメント１１６の下部に設置され、複数の磁石ハウジング１１４を内包している。複数の磁石ハウジング１１４は、スクリーンシリンダー１１２内に嵌合している。

稼動時に、例えば、スルホラン溶媒を含む汚染されたプロセスストリームを、注入口１３０を介してろ過装置１００に供給し、溶媒の流れを当初コンパートメント１１６の下端に導き、汚染溶媒がスクリーンシリンダー１１２に入って、処理済溶媒が排出口１３２から排出される前に、複数の磁石ハウジング１１４のそばを通過するようにする。分解産物及び腐食産物を、強力な磁気棒１１０の補助によりハウジング１１４のステンレススチール管に引き付けて付着させる。複数の磁石ハウジング１１４に対する溶媒の流れをより一層均等にする内部スクリーンシリンダー１１２により、分解産物及び腐食産物の磁気棒による除去を強化することができる。このような強化は、残留分解産物及び腐食産物のレベルを最小限に維持しなければならない場合に重要となる。再生されたクリーンな抽出溶媒は、抽出カラムに戻されてリサイクルされる。

一定期間ストリーム中に配置した後には、ろ過装置には分解産物及び腐食産物が充填されており、ろ過装置全体の圧力損失が増加している。そして、このろ過装置と並列位置に配置された補助ろ過装置にストリームを切り替える。支持トレー１０８を、磁気棒１１０を内包する複数のハウジング１１４に沿ってコンパートメント１１６から取り外す。まず、支持トレー１０８を容器内に配置して、磁気棒１１０をハウジング１１４から取り外すと、磁力が消失したことによりハウジング１１４の表面から引き付けられていた汚染物質が落ちる。ろ過装置のこのような構成により、汚染物質除去効率が高くなり、構成がシンプルとなり、操業維持コストが低減される。

図２Ａ及び２Ｂは、ユニットと一体であり、取り外しできない磁石ハウジングを含むろ過装置の変形例を示す図である。特に、ろ過装置２００は、プロセスストリーム注入口２３０及びプロセスストリーム排出口２３２を有する高圧力容器２０２を備える。注入口及び排出口を除いて、ろ過装置２００のコンパートメント２１６は周囲から隔てられている。複数の固定された磁石ハウジング２１４は、コンパートメント２１６内で環状に配置された垂直細長ステンレススチール管として構成される。各磁石ハウジング２１４は、ろ過装置２００の密閉面２０４上に開口を有し、ハウジング２１４は高圧力容器と一体要素となっている。磁気棒２１０は、外部から磁石ハウジング２１４内に配置される。

稼働中に注入口２３０を介して汚染抽出溶媒をろ過装置２００に注入した後に、分解産物及び腐食産物は、強力な磁気棒２１０の補助によりハウジング２１４の垂直ステンレススチール管の表面に引き寄せられて付着し、溶媒から除去される。再生されたクリーンな抽出溶媒は排出口２３２を介して装置から排出され、抽出カラムに戻されてリサイクルされる。

クリーニングが必要となったときに、汚染ストリームはろ過装置２００に並んで装備されたバイパスラインに切り替わる。磁気棒２１０をハウジング２１４から取り出す。磁気棒を取り出すと、引力を失ったことにより、引き付けられていた汚染物質が垂直管の外壁から落ちる。収集された汚染物質スラッジを、水又はその他の低コストのストリームのような希釈流によってろ過装置から流す。磁気棒をハウジングに再挿入すると、クリーニング済みのろ過装置を使用することができる。このようなシンプルな設計は、汚染物質又はプロセスストリームが危険である場合に特に魅力的である。ろ過装置から吸着された汚染物質を除去するために、ろ過装置を開放及び分解する必要がなく、あるいは、他のプロセス装置が不要だからである。

図１及び図２に示すろ過装置は、スルホラン溶媒ストリームに類似のあらゆる化学プロセストリームであって、ポリマースラッジ又は腐食産物の生成に関与する固体物質及び活性汚染物質の中でも比較的小さいものを包含する化学プロセスストリーム専用に設計されうることは明らかである。

他の観点では、本発明は、ポリマースラッジ又は腐食産物、及び／又は下流のプロセスユニットにとって望ましくない汚染物質の生成に関与する比較的大量の固体物質、活性物質を包含する精製プロセスストリーム専用に設計された継続ろ過装置を提供するものである。例えば、精製装置のフロントエンドプロセスストリームは、鉄さび微粒子と、他の分解産物及び腐食産物を大量に含有しており、これらは、プロセスライン、バルブ、及びポンプ内に蓄積する傾向がある。これらの用途のために、比較的ろ過能力の高いろ過装置、即ち、比較的強く、及び／又は、大きい磁気棒を備えたろ過装置が必要となる。

特に、流量が比較的多く汚染物質レベルが比較的高い、比較的汚い精製ストリームをろ過するために、より大量の精製ストリームを処理するための、種々の構成の磁気ろ過装置が必要となりうる。好ましい実施形態では、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示すろ過装置は、精製装置内の水素化脱硫（ＨＤＳ）ユニットに供給される前に直留ガスオイルから汚染物質を除去するために使用される。このようなろ過装置は、従来の非効率なフィルタを有効に置換することができ、高性能パネル熱交換器（例えば、ＰＡＣＫＩＮＯＸ熱交換器）及びＨＤＳユニットの触媒ベッドをより良好に保護することができる。ＰＡＣＫＩＮＯＸ熱交換器及び触媒ベッドは、鉄さびやその他の常磁性微粒子による目詰まりに弱い。ろ過装置３００は、ストリームから鉄さび微粒子及びその他の腐食産物を継続的に除去することでガスオイルをクリーニングする。これにより、ＰＡＣＫＩＮＯＸ熱交換器及びＨＤＳユニットの操業度及び操業効率を高く維持することができる。図示のように、ろ過装置３００は、ハンドル３０６を持つ取り外し可能なカバー３０４を有する高圧力容器３０２と、高圧力容器３０２のコンパートメント３１６内に嵌合する垂直細長ステンレスチール正方形管として構成される磁石ハウジング３１４を有する正方形又は矩形のラック状支持トレー３０８と、を備える。ステンレススチール正方形管を正方形又は矩形マトリクス状に配置して管の全接触面積を増加させて、固形物負荷を最大化する。磁気棒３１０を各ステンレススチール管内に配置する。管を通るプロセスストリームのフローパターンを強化するために垂直パーティションプレート３２０を各管列の間に配置して、管を通る蛇行フローパターンを生じさせる。ろ過装置３００中で使用するハウジング３１４及びその磁気棒３１０は、通常１本〜１００本又はそれ以上である。

汚染ガスオイルが、ろ過装置３００の一側面の下部に位置する注入口３３０から入ると、鉄さび微粒子及び腐食産物は強力な磁気棒の補助により垂直正方形ステンレススチール管の外側表面に引き寄せされて付着する。処理済クリーニング済ガスオイルストリームは、注入口３３０のある面の反対側の面の上側に位置する排出口３３２から排出される。鉄さび微粒子及び腐食産物の磁気棒による除去は、最大本数の正方形管をマトリクス状に配置し、垂直パーティションプレートを配置することによって最適化する。このような配置によって、残留鉄さび微粒子及び腐食産物のレベルを最小限に維持する。ろ過装置により、ほぼクリーンなガスオイルを得ることができ、このガスオイルは、ＰＡＣＫＩＮＯＸ熱交換器及びＨＤＳユニットに供給される。

上述したように、プロセスストリームを補助ろ過装置に迂回させて、正方形又は矩形トレーをステンレススチール管および磁気棒に沿って取り外す。複数のハウジング及び磁気棒を支持するトレーを除去し、磁石を垂直管から抜き取ると引き付けられていた汚染物質が垂直管から落ちる。

図４Ａ及び図４Ｂは、ユニットと一体であってユニットから取り外すことができない磁石ハウジングを含むろ過装置の変形例を示す図である。特に、ろ過装置４００は、正方形又は矩形のマトリクス状に配置された固定の垂直細長正方形ステンレススチール管として構成される複数の磁石ハウジング４１４を有する高圧力容器４０２を備える。高圧力容器の一体部分として管が形成されている。磁気棒４１０は、圧力容器４０２の密閉上表面の開口を通じて、各正方形ステンレススチール管内に配置される。垂直パーティションプレート４２０を各管列の間に配置して、コンパートメント４１６を通るフローパターンを最適化する。

このようなろ過装置の操作は、図３Ａ及び３Ｂに示したろ過装置と同様だが、ろ過装置４００を一旦ラインからはずし、単純に磁気棒をステンレススチール管ハウジングから引き上げて、コンパートメント４１６に汚染物質を落とす。吸着された汚染物質スラッジは流す。

図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃは、ＨＤＳユニットに供給される前の直留ガスオイルなどの精製ストリームから汚染物質を除去するために特に適しており、ＰＡＣＫＩＮＯＸ熱交換器及びＨＤＳユニットの下流の操業度及び操業効率を高く維持することができる他のろ過装置を示す。

図示のように、ろ過装置５００は、ハンドル５０６を有する取り外し可能な蓋５０４により密閉される高圧力容器５０２と、高圧力容器５０２のコンパートメント５１６内で、垂直細長ステンレススチールカラム又はスレートとして構成される複数の磁石ハウジング５１４を装着及び嵌合する正方形又は矩形形状ラック支持トレー５０８とを備える。ステンレススチールスレートを並行な列に配置して装置の全接触面積を大きくし、固形物負荷を最大化する。隣接するスレートの並行な列の間のスペースは、汚染ガスオイルが流れるチャネルとなる。磁気プレート５１０は、各ステンレススチールスレートの内部に配置する。ろ過装置５００に使用するハウジング５１４およびその磁気棒５１０は、通常１本〜１００本、又はそれ以上である。

図５Ｃに示すように、汚染ガスオイルは、装置前面の下部に位置する注入口５３０を介してろ過装置５００に供給される。鉄さび微粒子及び腐食産物は、強力な磁気プレートの補助により、垂直ステンレススチールスレートの外表面に引き付けられて付着する。クリーニング済みのガスオイルストリームは、装置裏側の上部に位置する排出口５３２を介して排出される。このようにして、注入口５３０及び排出口５３２は隣接スレート間のチャネルに並行なフローパターンを定める。更に、複数の注入口を設けることで、プロセスストリームフローが良好に分散するようになり、プロセスストリームとスレートとの接触時間を最大化することができる。

ろ過装置５００をラインから外し、コンパートメント５１６から支持トレー５０８を引き上げて、磁気プレートを対応するステンレススチールスレートから取り除くと、汚染物質が落ちる。

最後に、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、ユニットと一体であり着脱不能な磁石ハウジングを備えるろ過装置の変形例を示す。特に、ろ過装置６００は、コンパートメント６１６を画定する高圧力容器６０２を備え、当該コンパートメント６１６内に並列配置された、垂直細長ステンレススチールカラム又はスレートとして構成される複数の磁石ハウジング６１４を備える。スレートは高圧力容器と一体の要素である。プロセスストリーム注入口６３０及び排出口６３２を除いて、コンパートメント６１６は周囲から密閉されている。垂直磁気プレート６１０は、圧力容器６０２の密閉上面の開口を介して各磁石ハウジング６１４内に配置される。

ろ過装置６００の操作は図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃに示したろ過装置と同様だが、ろ過装置６００を一旦ラインから外し、単純に磁気プレートをステンレススチールスレートハウジングから引き上げて、コンパートメント６１６に汚染物質を落とす。吸着された汚染物質スラッジは流す。

図３、４、５、及び６に示したろ過装置は、上述のように高レベルに機能を発揮するので、ろ過済のガスオイルは、高価なＰＡＣＫＮＩＮＯＸ熱交換器を従来の安価なシェルアンドチューブ熱交換器で代替することができるほど、十分に微粒子が除去された状態となる。

本発明によるろ過装置は、下流のプロセスユニットには望ましくない、鉄さび微粒子、腐食性生成物、及び／又は汚染物質を比較的大量に含む直留ガスオイルストリームと同類のあらゆる精製プロセスストリームに適用することができる。好ましい実施形態において、本発明によるろ過装置を以下の精製ストリームに有利に適用することができる。それらは、（１）Ｃ_５及びＣ_６異性化装置へ供給される精製ストリーム、（２）ナフサＨＤＳユニットに供給される精製ストリーム、（３）改質ＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（４）ケロシンＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（５）コークナフサＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（６）残留オイルＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（７）コールタールナフサＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、である。

ここまで、本発明の原理、好ましい実施形態、及び動作モードについて説明してきた。しかし、本発明は上述の特定の実施形態に限定して解釈されるべきではない。従って、上述の実施形態は本発明を制限するものではなく例示するためのものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲にて定義される本発明の範囲から乖離することなく本発明の変形例を実施することが可能である。本明細書を参照することにより明らかになる本発明における数量及び特徴は、好適性、有効性、及び利便性等に基づいて記載された随意のものであり、従属請求項の範囲を制限するものではない。更に、このような随意の数量又特徴は、本発明の幾つかの実施形態において利益をもたらしうるが、望ましいものではなく、従って、他の実施形態において省略することももちろん可能である。

Claims

極性ポリマー汚染物質を含む汚染物質を、ライン中でプロセスストリームから除去する方法であって、
（ａ）ろ過装置を提供するステップであって、前記ろ過装置は、
コンパートメント、前記プロセスストリーム用の注入口、及び処理済プロセスストリーム用の排出口を有する容器と、
前記コンパートメント内に配置された少なくとも一つの磁石であって、前記少なくとも一つの磁石は前記コンパートメント内のハウジング内に取り出し可能に内包されていることを特徴とする、少なくとも一つの磁石と、
を有する、ステップと、
（ｂ）前記注入口を介して前記容器中にプロセスストリームを導入して、前記ハウジングの外側表面に対して汚染物質を付着させることにより、処理済プロセスストリームを得て前記排出口から排出する、ステップであって、前記プロセスストリームは、（１）Ｃ _５及びＣ _６異性化ユニットへ供給される精製ストリーム、（２）ナフサ水素化脱硫（ＨＤＳ）ユニットに供給される精製ストリーム、（３）改質ＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（４）ケロシンＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（５）コークナフサＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（６）残留オイルＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（７）コールタールナフサＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、を含む一群から選択される精製ストリームである、ステップと、
（ｃ）前記容器全体の圧力差が閾値に達した場合に、前記ろ過装置と並行して稼動するバイパスラインを介して前記プロセスストリームを切り替えるステップと、
（ｄ）前記コンパートメントから前記極性ポリマー汚染物質を除去するステップと、
（ｅ）前記プロセスストリームを前記バイパスラインから前記ろ過装置に切り替えるステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
前記ステップ（ｄ）は、
前記ハウジングから前記少なくとも一つの磁石を取り出して、前記汚染物質を前記コンパートメント中に放出して、該コンパートメントから前記汚染物質を流すステップと、
前記ステップ（ｅ）の前に前記少なくとも一つの磁石を前記ハウジング内に配置するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記少なくとも一つの磁石は、支持トレーに固定されているハウジング内に取り出し可能に内包されており、
前記ステップ（ｄ）は、前記コンパートメントから前記支持トレーを取り出して、その後、前記コンパートメント内に前記少なくとも一つの磁石を内包するハウジングを固定する支持トレーを配置するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記ステップ（ｃ）は、前記容器全体の前記圧力差が１Ｋｇ／ｃｍ^２〜５Ｋｇ／ｃｍ^２に達した場合に前記プロセスストリームを切り替えるステップを含むことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
前記汚染物質は常磁性のポリマースラッジを含むことを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
前記プロセスストリームは、ガスオイルストリームであることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
前記容器は下部に前記注入口を複数有し、前記排出口は前記容器の上部に配置されている、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
微細粒子又は薄片として構成される常磁性鉄化合物をライン上でプロセスストリームから除去する方法であって、該方法は、
（ａ）ろ過装置を供給するステップであって、前記ろ過装置は、
コンパートメント、前記プロセスストリームを容器の下部に導く前記プロセスストリーム用の注入口、及び処理済プロセスストリーム用の排出口を有する容器と、
前記コンパートメント内の複数のハウジングであって、各ハウジングに１つ又は複数の磁石が取り出し可能に内包されていることを特徴とする、ハウジングと、
前記コンパートメント内に配置された内部スクリーンシリンダーであって、前記複数のハウジングを前記スクリーンシリンダーの内側周縁内に嵌合し、前記スクリーンシリンダーは、前記複数のハウジングの少なくとも下端を内包する、ことを特徴とする内部スクリーンシリンダーと、
を含む、ステップと、
（ｂ）前記容器に前記注入口を介してスルホランを含むプロセスストリームを導入して、前記プロセスストリームを前記複数のハウジングに接触させる前に前記プロセスストリームをスクリーンシリンダーに通し、そして、前記複数のハウジングの外側表面に汚染物質を付着させて、処理済プロセスストリームを得て前記排出口から排出する、ステップと、
を含み、
前記スルホランを含むプロセスストリームは、（１）Ｃ _５及びＣ _６異性化ユニットへ供給される精製ストリーム、（２）ナフサ水素化脱硫（ＨＤＳ）ユニットに供給される精製ストリーム、（３）改質ＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（４）ケロシンＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（５）コークナフサＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（６）残留オイルＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、（７）コールタールナフサＨＤＳユニットへ供給される精製ストリーム、を含む一群から選択される精製ストリームであることを特徴とする、方法。