JPS6360078B2 - - Google Patents

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JPS6360078B2
JPS6360078B2 JP58503448A JP50344883A JPS6360078B2 JP S6360078 B2 JPS6360078 B2 JP S6360078B2 JP 58503448 A JP58503448 A JP 58503448A JP 50344883 A JP50344883 A JP 50344883A JP S6360078 B2 JPS6360078 B2 JP S6360078B2
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JP
Japan
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coil
hydrocarbons
heavy
light
convection
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JP58503448A
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Japanese (ja)
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JPS59501953A (en
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Publication date
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Publication of JPS59501953A publication Critical patent/JPS59501953A/en
Publication of JPS6360078B2 publication Critical patent/JPS6360078B2/ja
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

発明の背景 関連出願の相互参照 本出願は同じ開発努力の結果として本出願と同
時登録の「重質炭化水素からの芳香族(BTX)
の製造方法」(スワミ・ナラヤマ、アクセルR.ジ
ヨンソンおよびハーマンH.ウエブケによる)と
関係がある。 発明の分野 本発明は一般的には炭化水素を熱分解してオレ
フインを製造することに関する。さらに具体的に
いえば、本発明はナフサ、ケロシン、常圧ガス
油、真空ガス油および残油のような重質炭化水素
を分解してオレフインを生成させることに関する
ものである。最も特定的にいえば、本発明は分解
された軽質炭化水素を重質炭化水素を重質炭化水
素分解用の稀釈剤および熱源として使用すること
に関するものである。 従来技術の説明 現在、重質炭化水素を分解してオレフインを製
造するのに利用できる各種の方法が存在する。代
表的には、分解されるべき炭化水素は対流および
輻射の両帯域または部分から成る炉へ供給され
る。炭化水素ははじめに対流帯において温度が上
げられ、その後輻射帯へ送られ、そこで輻射バー
ナーからの強い加熱にさらされる。慣用的な炉と
方法の例は米国特許第3487221号(ハリー)にお
いて示される。分解後、流出物を急冷して分解反
応を終らせる。 スチームを炭化水素の分解における稀釈剤とし
て使用することもまたよく知られている。この稀
釈剤スチームは混合物分子量を低下させる分解用
コイル中の炭化水素分圧を低下させる。低下した
分圧は、輻射管内部の望ましくないコーク生成物
の形成を妨げる。さらに、稀釈剤スチームの増加
は、分解中に望ましい成分の収量を増加させる。
一方、炭化水素流中でのスチームの使用は、スチ
ームを用いない炭化水素に必要であるよりも大き
い炉の容量と設備を必要とする。さらに、スチー
ムを使用するときには、発生および過熱するため
にエネルギーと設備をスチームを提供せねばなら
ない。結局は、経済的最適条件はスチーム対炭化
水素比にある。 過去においては、軽質炭化水素が一般的に熱分
解法においてオレフインを製造するのに使用され
た。一般には、軽質炭化水素は炭化水素1ポンド
あたり0.3から0.6ポンドの範囲の稀釈剤スチーム
と一緒に分解することができる。より最近では、
オレフインについての需要は軽質炭化水素の入手
性をこえてきた。従つて、当工業はオレフイン製
造用供給原料としてより重質の炭化水素へ転換し
た。軽質炭化水素の場合よりも重質炭化水素につ
いてはより大量の稀釈剤スチームを必要とするこ
とが見出されている。重質炭化水素は炭化水素1
ポンドあたり約0.7から1.0ポンドのスチームを必
要とすることが見出されている。一般的な提案と
しては、熱分解中に輻射コイル中でコーク化速度
を抑えるのに必要とする所望の炭化水素分圧を得
るためには、重質炭化水素にとつてはより多量の
稀釈剤スチームを必要とする。相対的に、稀釈剤
スチーム所要量は炉の寸法を大きくしユーテイリ
テイ使用量を増す。 当工業では、過去において、熱分解においてス
チーム以外の稀釈剤を提唱してきた。例えば、米
国特許第4021501号(ダイエル)においては、分
解工程中の稀釈剤としてブタンの使用が提案され
ている。米国特許第4002556(サツチエル)におい
ては、水素供与体の稀釈剤を使用する提案がなさ
れている。その中で、その水素供与体は、部分的
に水素添加された物質であり、かつ熱分解条件下
で水素を容易に放出する。この物質は分解装置中
への複数個の地点において注入されて水素移送比
対分解比を装置中で実質的に均一な水準に維持す
る。 当工業においてはまた加熱分解流出物の直接的
急冷のための急冷用物質として炭化水素を使用し
てきた。米国特許第2928886号(ニスベツト)に
おいては、分解ガス流出物は水中油型エマルジヨ
ン(5%−15%油)との直接的接触によつて急冷
される。さらに、芳香族炭化水素とガス油を急冷
油として使用して分解される供給原料油のオレフ
イン収量を増すことも知られている。フランス特
許第1349293号(メタルゲゼルシヤフト)および
日本特許41/19886(住友化学)において、その基
本的概念が開示されている。 きわめて最近では、軽質炭化水素を高苛酷度条
件下で分解しかつその後同時に分解流出物を重質
炭化水素で以て急冷し、そしてこの重質炭化水素
急冷物を分解流出物からの顕熱を使用することに
よつて低苛酷度において分解する方法が提案され
た。米国特許第4268375号(ジヨンソン)である。 既知の方法のすべてにおいて、重質炭化水素を
はじめに最小量の稀釈用スチームで以て部分的に
分解し、その後高苛酷度条件において、分解され
た軽質炭化水素流出物を稀釈剤として使用して完
全分解を行なわせる方法は一つもない。 発明の総括 本発明の目的は、最小量のスチームすなわち炭
化水素1ポンドあたり慣用的な0.7乃至1.0ポンド
よりもかなり少ない稀釈用スチームを用いて重質
炭化水素を分解することができる方法を提供する
ことにある。 本発明のもう一つの目的は、重質炭化水素と軽
質炭化水素とを一つの組合せ工程において分解す
ることである。 本発明のさらに一つの目的は、軽質炭化水素を
高いコイル出口温度において本質上その最高転化
率まで分解し、そして重質炭化水素を中間段階ま
で同時に分解し、その後、分解された軽質炭化水
素流出物を部分分解された重質炭化水素流出物と
一緒にして重質炭化水素用稀釈剤として役立たせ
る、方法を提供することである。 本発明のさらにもう一つの目的は、工程用の設
備寸法およびユーテイリテイ必要量が、高スチー
ム稀釈の場合の慣用的分解と比べて望ましいオレ
フインの収量の損失を伴うことなく、現在重質炭
化水素の分解に必要とするものよりも小さくでき
る方法を提供することである。 本発明のさらにもう一つの目的は、使用面積必
要量の低減と稀釈用スチーム発生設備の最小化に
基づき、実質的なユーテイリテイ低減と建設コス
トの節約を提供することである。 この目的に対して、軽質炭化水素供給原料油お
よび重質炭化水素供給原料油を一つの組合せ系に
おいて分解するための方法と装置を提供する。 軽質炭化水素供給油を第一段階において慣用的
に慣習的所要量の稀釈スチームを使用して分解す
る。この軽質炭化水素供給油の分解は、まず稀釈
用スチームを供給しこの供給油の温度を炉の対流
部分の中で上昇させ、その後、この軽質炭化水素
供給油を炉の輻射帯中で最高転化率まで分解する
ことによつて進行する。 同時に、重質炭化水素供給油に少量の稀釈用ス
チームを供給しかつ炉の対流帯中で1000〓の範囲
にある温度へ昇温する。その後、この重質炭化水
素供給油を1100〓をこえて1450〓までの温度で輻
射帯中で一部分解する。 高転化率で分解された軽質炭化水素供給油とこ
の部分分解重質炭化水素供給油とを組合わせる。
重質炭化水素のそれ以上の分解は次のいくつかの
様式の一つでおこり得る:すなわち、 (i) 輻射帯中で―直火調節下において。 (ii) 輻射帯中で―ただし輻射露出の直接的ライン
から外れて。 (iii) 断熱的に―輻射および対流の寄与からは完全
に遮断されて。炉の外部でもあり得る。 並びに、(iv)これらの様式の組合せによる。 共通のラインにおいては、軽質供給油からの分
解された加熱分解ガスは、実際には、急冷されて
その軽質流出物の反応を停止させるかまたは少な
くする。同時に、高転化率で分解されたこの軽質
炭化水素供給油からの熱はこの重質炭化水素供給
油を分解するための追加的な熱を提供する。 この方法のために開発された炉の設計は、重質
炭化水素供給油を部分分解するのに適する炉の部
分、軽質炭化水素供給油の転化を最大にするため
の部分、並びに、その軽質炭化水素熱分解ガスが
急冷されかつ部分分解された重質炭化水素流出物
がさらに所望水準の転化率まで分解される共通配
管へ供給する熱の個々の調節を提供する部分、を
採用している。 慣用的急冷方法および慣用的分離系もこの方法
を完成するために提供されている。 図面の説明 本発明は図面と組合わせて考えるときによりよ
く理解される。これらの図面において、 第1図は慣用的加熱分解炉を用いる応用に適合
するよう示された、本発明の方法の模型的線図で
あり、 第2図は本発明の方法に従つて軽質および重質
炭化水素を分解するよう特に設計した炉の模型図
である。 好ましい具体化の説明 前記の通り、本発明の方法は大量の稀釈用スチ
ームを必要とすることなく重質炭化水素供給油を
分解する手段を提供することに向けられている。
従来は、この大きいスチーム必要量は、分解炉の
輻射部分中でのコーク形成を抑制するのに必要と
する分圧を提供するのに必要であつた。意図する
重質炭化水素供給油はナフサ、ケロシン、常圧ガ
ス油、真空ガス油、および残油である。さらに、
本発明の方法は慣用の炉装置において実施するこ
とができるが、しかし、見られる通り、本発明の
方法に対して独自的に適合し特定的に設計された
炉も提供される。本発明の方法は便宜上「デユオ
クラツキング」として特性づけられる。 第1図において最もよく見られる通り、対流帯
6と輻射帯8から成る慣用炉2には、本発明の方
法を実施し得る対流部配管と輻射部配管とが備え
られている。 本発明の対流帯6は軽質炭化水素供給油のため
の供給油導入配管10および重質炭化水素供給油
のための導入配管18を受け入れるように配置さ
れている。軽質炭化水素供給油および重質炭化水
素供給油がそれぞれ通過するコイル12と20は
炉の対流帯6の中に置かれている。配管14と2
2は稀釈用スチームを対流コイル12と20へそ
れぞれ送るために設けられている。 輻射帯8は軽質炭化水素供給油を高転化率へ分
解するコイル16と重質炭化水素供給油を部分分
解するためのコイル24とを備えている。共通コ
イル26もまた備えられ、この中で重質炭化水素
供給油がさきに説明した四つの方式のいずれかに
よつて高苛酷度へ分解されかつ軽質炭化水素から
の流出物は実際に急冷されて反応が終る。流出物
排出管28が備えられ、USX(二重管交換器)お
よび/またはTLK(多管式トランスフアーライン
交換器)のような慣用的急冷設備が分解流出物を
急冷するために提供されている。 この系はまた慣用的のものである分離系4を含
む。第1図において見られる通り、分離系4は急
冷流出物を残留ガス(配管32)、エチレン生成
物(配管34)、プロピレン生成物(配管36)、
ブタジエン/C4生成物(配管38)、加熱分解ガ
ソリン/BTX粗生成物(配管40)、軽質燃料油
生成物(配管42)および燃料油生成物(配管4
4)に分離するように適合されている。 任意的には、配管24Aは、部分分解重質炭化
水素を対流コイル20から直接に共通配管26へ
送るよう設けられている。ある条件下では、この
重質炭化水素を対流帯6中で部分分解しそれによ
つて輻射帯中でのそれ以上の分解を不必要にする
ことができる。 本質上、本発明の方法はエタン、プロパン、ノ
ルマルブタンおよびイソブタン、プロピレン、そ
れらの混合物、ラフイネートまたはナフサ、を炉
2の対流部分6中の対流コイル12へ配管10を
通すことによつて実施する。ナフサ、ケロシン、
常圧ガス油または真空ガス油のような重質炭化水
素供給油は配管18を通して対流コイル20へ送
られる。 稀釈スチームは、配管14により軽質炭化水素
供給油が通されつつある対流コイル12へ送られ
る。稀釈スチームは800〓から1000〓の範囲の温
度における過熱スチームであることが好ましい。
稀釈スチームは軽質炭化水素供給油と供給油1ポ
ンドあたり約0.3から0.6ポンドのスチームの割合
で混合する。軽質供給油と稀釈用スチームとの複
合体は対流部6中で約1000〓から1200〓の温度へ
昇温される。その後、この加熱炭化水素を炉2の
輻射帯中のコイル16を通過させる。この輻射部
分中において軽質炭化水素供給油は好ましくは高
苛酷度条件下において1500〓と1700〓の間の温度
へ約0.1秒から0.3秒の滞留時間で分解される。 同時に、重質炭化水素供給油は配管18を経て
炉2の対流帯6中の対流コイル20へ供給され
る。稀釈スチームは配管22によつて対流コイル
20へ送られ炭化水素1ポンドあたり約0.15から
0.20ポンドのスチームの比率で重質炭化水素と混
合する。この混合物は炉2の対流帯6の中で850
〓と1200〓の間の温度、好ましくは900〓と1000
〓の間の温度へ昇温される。その後、対流部6か
らの重質炭化水素供給油は輻射コイル24へ送ら
れ、そこで低から中の苛酷度条件下で1250〓から
1450〓の温度へ約0.05から0.20秒の滞留時間で部
分的に分解される。 この部分分解された重質炭化水素供給油は共通
配管26へ送られ、配管16からの完全に分解さ
れた軽質炭化水素加熱分解ガスもまたこの共通配
管26へ送られる。共通配管26の中で、完全に
分解された軽質原料油流出物は部分分解重質炭化
水素のより完全な分解を行なわせる熱を供給す
る。その結果、軽質炭化水素供給油流出物はこの
共通配管26中でより低温の部分分解重質炭化水
素によつて急冷される。この複合混合物はさらに
分解され、次いで慣用的急冷装置の中で急冷さ
れ、その後、各種の特定生成物に分離される。 第2図の炉102は本発明の方法のために特に
開発したものである。慣用炉の場合と同様に、対
流帯106と輻射帯8とが設けられている。しか
し、重質炭化水素通過用に対流帯中の別のコイル
120が設けられ、軽質炭化水素通過用の別のコ
イル112も設けられている。 輻射帯108は輻射コイル116と軽質炭化水
素供給油の高苛酷度分解用の複数個のバーナー1
40とが配置されている。慣行では、コイル11
6は多管式コイルであることができ、バーナーは
約60から65%のエタン、85%から95%のプロパ
ン、90から95%のC4類、95から98%のラフイネ
ートあるいは軽質ナフサ、の軽化率水準を達成す
る複合的加熱容量をもつものである。短かいコイ
ル116は低滞留時間ではあるがしかし高いコイ
ル出口温度を提供する。このような短かいコイル
は選択率を向上させる。軽質諸成分の上述転化率
をもたらし得る116のより長いコイルも使用で
きるがより低いコイル出口温度を提供する。これ
らはいずれも当業者にとつてよく知られる通りに
有利に使用できる。 輻射バーナー140の配列は必要な熱を供給し
てコイル116中で軽質炭化水素の高苛酷分解を
ひきおこす。 輻射部分108はまた重質炭化水素の部分分解
用のコイル124を備えており、これは単管式で
あり得る。バーナー142の配列は重質炭化水素
を部分的に分解するのに必要な熱を供給する。 共通管126へ面して配列されたバーナー14
6の配置は共通管126の個別的加熱を提供する
ものであり、その管の中で重質炭化水素が完全に
分解されかつ軽質炭化水素流出物は急冷される。 軽質炭化水素流出物の中の利用できる熱はここ
で重質炭化水素の継続的分解用のエンタルピーを
提供する。軽質および重質の炭化水素流の適当な
流量を選ぶことによつて、重質炭化水素分解を完
了させるための所要熱量を提供することができ
る。 しかし、管126はここで軽質炭化水素流出物
から供給される熱以上に必要とされる追加の熱を
供給するようにバーナー146によつて個別的に
火熱することができる。 コイル126を火熱ボツクス環境内側に維持す
ることは重質炭化水素が制御された条件下で軽質
流出物から熱を等温的に吸収する雰囲気を提供す
る。混合によつてより高い温度に瞬間的に到達す
る重質炭化水素は約1400〓の混合温度において約
0.02から0.05秒の短かい滞留時間の間保持されて
所望転化率水準をもたらす。 コイル124Aを直接的輻射からの陰に維持す
ることは重質炭化水素が軽質流出物から断熱的に
熱を吸収する雰囲気を提供する。軽質炭化水素分
解流出物をコイル124A中の重質炭化水素流へ
引き続き導入することも、重質炭化水素に関して
制御された温度上昇特性を提供する。 重質炭化水素のより高い転化率水準は、必要な
らばバーナー146によつて追加の熱を加えるこ
とによつて混合物温度を1500−1600〓へ上げるこ
とにより、達成される。これらの増大した火熱条
件下では、0.01から0.02秒のより短かい滞留時間
で重質炭化水素の完全転化が行なわれる。 慣用的方法と比べて本発明の方法の例は本発明
の収率上の利点を示す。その実施例においては、
次の工程条件が保たれる:
BACKGROUND OF THE INVENTION CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is a result of the same development effort and is co-registered with the present application entitled “Aromatics from Heavy Hydrocarbons (BTX)”.
(by Swami Narayama, Axel R. Johnsson and Herman H. Webke). FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to the pyrolysis of hydrocarbons to produce olefins. More specifically, the present invention relates to the cracking of heavy hydrocarbons, such as naphtha, kerosene, atmospheric gas oil, vacuum gas oil, and residual oil, to produce olefins. Most particularly, the present invention relates to the use of cracked light hydrocarbons as a diluent and heat source for heavy hydrocarbon cracking. Description of the Prior Art There are currently a variety of methods available for cracking heavy hydrocarbons to produce olefins. Typically, the hydrocarbons to be cracked are fed to a furnace consisting of both convective and radiant zones or sections. The hydrocarbons are first brought to temperature in the convection zone and then sent to the radiant zone where they are exposed to intense heating from a radiant burner. An example of a conventional furnace and method is shown in US Pat. No. 3,487,221 (Harry). After decomposition, the effluent is rapidly cooled to terminate the decomposition reaction. The use of steam as a diluent in the cracking of hydrocarbons is also well known. This diluent steam reduces the hydrocarbon partial pressure in the cracking coil which reduces the mixture molecular weight. The reduced partial pressure prevents the formation of undesirable coke products inside the radiant tube. Additionally, increasing diluent steam increases the yield of desired components during digestion.
On the other hand, the use of steam in a hydrocarbon stream requires greater furnace capacity and equipment than is required for hydrocarbons without steam. Additionally, when using steam, energy and equipment must be provided to generate and heat the steam. Ultimately, the economic optimum lies in the steam to hydrocarbon ratio. In the past, light hydrocarbons were commonly used to produce olefins in pyrolysis processes. Generally, light hydrocarbons can be cracked with diluent steam ranging from 0.3 to 0.6 pounds per pound of hydrocarbon. More recently,
Demand for olefins has exceeded the availability of light hydrocarbons. Therefore, the industry has turned to heavier hydrocarbons as feedstocks for olefin production. It has been found that larger amounts of diluent steam are required for heavier hydrocarbons than for lighter hydrocarbons. Heavy hydrocarbons are hydrocarbons 1
It has been found that approximately 0.7 to 1.0 pounds of steam per pound is required. The general suggestion is that heavier hydrocarbons require a higher amount of diluent to obtain the desired hydrocarbon partial pressure needed to reduce the coking rate in the radiant coil during pyrolysis. Requires steam. In comparison, diluent steam requirements increase furnace size and utility usage. The industry has advocated diluents other than steam in pyrolysis in the past. For example, in US Pat. No. 4,021,501 (Daiel) the use of butane as a diluent during the cracking process is proposed. In US Pat. No. 4,002,556 (Satsuchiel), a proposal is made to use hydrogen donor diluents. Therein, the hydrogen donor is a partially hydrogenated material and readily releases hydrogen under pyrolysis conditions. This material is injected at multiple points into the cracker to maintain the hydrogen transfer ratio to cracking ratio at a substantially uniform level throughout the reactor. The industry has also used hydrocarbons as quenching materials for direct quenching of thermal cracking effluents. In U.S. Pat. No. 2,928,886 (Nisbet), the cracked gas effluent is quenched by direct contact with an oil-in-water emulsion (5%-15% oil). Additionally, it is known to use aromatic hydrocarbons and gas oils as quench oils to increase the olefin yield of cracked feedstock oils. The basic concept is disclosed in French Patent No. 1349293 (Metal Gesell Shaft) and Japanese Patent No. 41/19886 (Sumitomo Chemical). Very recently, light hydrocarbons have been cracked under high severity conditions and the cracked effluent is then simultaneously quenched with heavy hydrocarbons, and the heavy hydrocarbon quench is used to remove the sensible heat from the cracked effluent. A method of decomposition at low severity by using US Pat. No. 4,268,375 (Jeyongson). In all known methods, the heavy hydrocarbons are first partially cracked with a minimal amount of diluting steam, and then the cracked light hydrocarbon effluent is used as a diluent under high severity conditions. There is no single way to cause complete decomposition. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process by which heavy hydrocarbons can be cracked using a minimal amount of steam, i.e. considerably less diluent steam than the conventional 0.7 to 1.0 pounds of diluent steam per pound of hydrocarbon. There is a particular thing. Another object of the invention is to crack heavy and light hydrocarbons in one combined process. It is a further object of the present invention to crack the light hydrocarbons at high coil exit temperatures essentially to their maximum conversion and simultaneously crack the heavy hydrocarbons to an intermediate stage, after which the cracked light hydrocarbons effluent. It is an object of the present invention to provide a method for combining materials with partially cracked heavy hydrocarbon effluent to serve as a diluent for heavy hydrocarbons. Yet another object of the present invention is that the equipment size and utility requirements for the process are reduced to the extent that currently heavy hydrocarbon The objective is to provide a method that can be made smaller than what is required for decomposition. Yet another object of the present invention is to provide substantial utility reductions and construction cost savings based on reduced area requirements and minimization of dilution steam generation equipment. To this end, methods and apparatus are provided for cracking light hydrocarbon feedstocks and heavy hydrocarbon feedstocks in one combined system. The light hydrocarbon feed oil is conventionally cracked in a first stage using a conventional amount of diluent steam. The light hydrocarbon feed is cracked by first supplying dilution steam to raise the temperature of the feed in the convection section of the furnace, and then converting the light hydrocarbon feed to maximum conversion in the radiant zone of the furnace. Proceed by decomposing up to the ratio. At the same time, the heavy hydrocarbon feed oil is supplied with a small amount of diluent steam and heated to a temperature in the range of 1000° in the convection zone of the furnace. This heavy hydrocarbon feed oil is then partially cracked in a radiant zone at temperatures above 1100° and up to 1450°. The light hydrocarbon feed oil cracked at a high conversion rate and this partially cracked heavy hydrocarbon feed oil are combined.
Further decomposition of heavy hydrocarbons can occur in one of several ways: (i) in the radiation zone - under direct flame control; (ii) In the radiation belt - but out of the direct line of radiation exposure. (iii) Adiabatically - completely isolated from radiation and convective contributions. It can also be outside the furnace. and (iv) by a combination of these modalities. In the common line, the cracked pyrolysis gas from the light feed oil is actually quenched to stop or reduce the reaction of the light effluent. At the same time, the heat from the light hydrocarbon feed oil cracked at high conversion provides additional heat to crack the heavy hydrocarbon feed oil. The furnace design developed for this process includes a section of the furnace suitable for partially cracking the heavy hydrocarbon feed oil, a section for maximizing the conversion of the light hydrocarbon feed oil, and its light carbonization. Sections are employed which provide individual regulation of the heat supplied to a common line in which the hydrogen pyrolysis gas is quenched and the partially cracked heavy hydrocarbon effluent is further cracked to a desired level of conversion. Conventional quenching methods and conventional separation systems are also provided to complete the process. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is better understood when considered in conjunction with the drawings. In these drawings, FIG. 1 is a schematic diagram of the process of the invention, shown as being suitable for application using a conventional pyrolysis furnace, and FIG. 1 is a schematic diagram of a furnace specifically designed to crack heavy hydrocarbons; FIG. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS As noted above, the process of the present invention is directed to providing a means for cracking heavy hydrocarbon feed oils without the need for large amounts of diluent steam.
Previously, this large steam requirement was necessary to provide the partial pressure necessary to suppress coke formation in the radiant section of the cracking furnace. Contemplated heavy hydrocarbon feed oils are naphtha, kerosene, atmospheric gas oil, vacuum gas oil, and residual oil. moreover,
The process of the invention can be carried out in conventional furnace equipment, but as will be seen, furnaces uniquely adapted and specifically designed for the process of the invention are also provided. The method of the present invention is conveniently characterized as "duocracking." As best seen in FIG. 1, a conventional furnace 2 comprising a convection zone 6 and a radiant zone 8 is equipped with convection and radiant piping in which the method of the present invention can be carried out. The convection zone 6 of the present invention is arranged to receive a feed oil inlet line 10 for a light hydrocarbon feed oil and an inlet line 18 for a heavy hydrocarbon feed oil. Coils 12 and 20, through which the light and heavy hydrocarbon feed oils pass, respectively, are located in the convection zone 6 of the furnace. Piping 14 and 2
2 are provided to send dilution steam to convection coils 12 and 20, respectively. The radiant zone 8 includes a coil 16 for cracking light hydrocarbon feed oil to a high conversion rate and a coil 24 for partially cracking heavy hydrocarbon feed oil. A common coil 26 is also provided in which the heavy hydrocarbon feed oil is broken down to high severity in one of the four manners previously described and the effluent from the light hydrocarbons is actually quenched. The reaction ends. An effluent discharge pipe 28 is provided and conventional quenching equipment, such as a USX (double tube exchanger) and/or a TLK (tubular transfer line exchanger), is provided to quench the cracked effluent. There is. This system also includes a separation system 4, which is conventional. As seen in FIG. 1, separation system 4 separates the quenched effluent into residual gas (line 32), ethylene product (line 34), propylene product (line 36),
butadiene/ C4 product (line 38), pyrolysis gasoline/BTX crude product (line 40), light fuel oil product (line 42) and fuel oil product (line 4).
4) is adapted to separate. Optionally, piping 24A is provided to convey partially cracked heavy hydrocarbons from convection coil 20 directly to common piping 26. Under certain conditions, this heavy hydrocarbon can be partially decomposed in the convective zone 6, thereby making further decomposition in the radiant zone unnecessary. Essentially, the process of the invention is carried out by passing ethane, propane, normal butane and isobutane, propylene, mixtures thereof, raffinate or naphtha through piping 10 to a convection coil 12 in the convection section 6 of the furnace 2. . naphtha, kerosene,
A heavy hydrocarbon feed oil, such as atmospheric gas oil or vacuum gas oil, is routed through line 18 to convection coil 20 . The dilution steam is sent by line 14 to the convection coil 12 through which the light hydrocarbon feed oil is being passed. Preferably, the dilution steam is superheated steam at a temperature in the range of 800° to 1000°.
The dilution steam is mixed with the light hydrocarbon feed oil at a ratio of approximately 0.3 to 0.6 pounds of steam per pound of feed oil. The light feed oil and diluent steam complex is heated in the convection section 6 to a temperature of approximately 1000 to 1200 °C. This heated hydrocarbon is then passed through a coil 16 in the radiant zone of the furnace 2. In this radiant section, the light hydrocarbon feed oil is preferably cracked under high severity conditions to a temperature between 1500 and 1700 degrees with a residence time of about 0.1 seconds to 0.3 seconds. At the same time, heavy hydrocarbon feed oil is fed via line 18 to convection coil 20 in convection zone 6 of furnace 2. The diluted steam is conveyed by line 22 to convection coil 20 and contains about 0.15% diluted steam per pound of hydrocarbon.
Mix with heavy hydrocarbons at a ratio of 0.20 pounds of steam. This mixture is mixed in the convection zone 6 of the furnace 2 at 850
Temperature between 〓 and 1200〓, preferably 900〓 and 1000〓
The temperature is raised to between 〓 and 〓. The heavy hydrocarbon feed oil from the convection section 6 is then routed to the radiant coil 24 where it is heated from 1250
Partially decomposed at a temperature of 1450° with a residence time of approximately 0.05 to 0.20 seconds. This partially cracked heavy hydrocarbon feed oil is routed to common line 26, and the completely cracked light hydrocarbon pyrolysis gas from line 16 is also routed to this common line 26. In the common line 26, the fully cracked light feedstock effluent provides heat to effect a more complete cracking of the partially cracked heavy hydrocarbons. As a result, the light hydrocarbon feed oil effluent is quenched in this common line 26 by the cooler partially cracked heavy hydrocarbons. This complex mixture is further decomposed and then quenched in conventional quenching equipment before being separated into various specific products. The furnace 102 of FIG. 2 has been specifically developed for the method of the present invention. As in a conventional furnace, a convection zone 106 and a radiation zone 8 are provided. However, a separate coil 120 in the convection zone is provided for the passage of heavy hydrocarbons, and another coil 112 is provided for the passage of light hydrocarbons. The radiant zone 108 includes a radiant coil 116 and a plurality of burners 1 for high severity cracking of light hydrocarbon feed oil.
40 are arranged. In practice, coil 11
6 can be a shell-and-tube coil, and the burner is about 60 to 65% ethane, 85% to 95% propane, 90 to 95% C 4 , 95 to 98% rough inate or light naphtha, It has a composite heating capacity that achieves the lightening rate level. The short coil 116 provides low residence time but high coil exit temperature. Such short coils improve selectivity. Longer coils of 116 can also be used which can provide the above conversions of light components but provide lower coil exit temperatures. Any of these can be used to advantage as is well known to those skilled in the art. An array of radiant burners 140 provides the necessary heat to cause high severity cracking of light hydrocarbons in coil 116. The radiant section 108 also includes a coil 124 for partial cracking of heavy hydrocarbons, which may be monotube. An array of burners 142 provides the heat necessary to partially decompose heavy hydrocarbons. Burners 14 arranged facing a common pipe 126
6 provides individual heating of the common tube 126 in which the heavy hydrocarbons are completely cracked and the light hydrocarbon effluent is quenched. The available heat in the light hydrocarbon effluent now provides enthalpy for continued cracking of the heavy hydrocarbons. By selecting appropriate flow rates of the light and heavy hydrocarbon streams, the required amount of heat to complete heavy hydrocarbon cracking can be provided. However, the tubes 126 can now be individually fired by burners 146 to provide the additional heat needed beyond that provided by the light hydrocarbon effluent. Maintaining the coil 126 inside the hot box environment provides an atmosphere in which the heavy hydrocarbons absorb heat from the light effluent isothermally under controlled conditions. Heavy hydrocarbons, which reach higher temperatures instantaneously by mixing, have a
It is held for a short residence time of 0.02 to 0.05 seconds to provide the desired conversion level. Keeping coil 124A shaded from direct radiation provides an atmosphere in which the heavy hydrocarbons absorb heat adiabatically from the light effluent. The subsequent introduction of light hydrocarbon cracking effluent into the heavy hydrocarbon stream in coil 124A also provides a controlled temperature increase profile for the heavy hydrocarbons. Higher conversion levels of heavy hydrocarbons are achieved by increasing the mixture temperature to 1500-1600° by adding additional heat by burner 146 if necessary. Under these increased thermal conditions, complete conversion of heavy hydrocarbons occurs with shorter residence times of 0.01 to 0.02 seconds. Examples of the process of the invention compared to conventional methods demonstrate the yield advantages of the invention. In that example,
The following process conditions are maintained:

【表】【table】

【表】 この実施例において報告されているデユオクラ
ツキング収率のデーターは組合せ分解工程におけ
るガス油の寄与のみである。エタン寄与率はエタ
ンを混合物と同じ工程条件下で分解させることに
よつて得られた。このエタン寄与率を混合物収率
から差引いて“デユオクラツキング”工程条件下
でのガス油寄与率のみが得られた。
TABLE The dual cracking yield data reported in this example is only the contribution of gas oil in the combined cracking step. Ethane contribution was obtained by decomposing ethane under the same process conditions as the mixture. This ethane contribution was subtracted from the mixture yield to obtain only the gas oil contribution under "duocracking" process conditions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重質炭化水素供給原料を熱分解してオレフイ
ンを生成する方法であつて; (a) 重質炭化水素供給油をスチームで以て重質炭
化水素1ポンドあたり0.2ポンドまたはそれよ
り少ないスチームの比率において希釈し; (b) スチーム希釈剤とともに重質炭化水素の温度
を部分的熱分解を行なわせる温度へ上げ; (c) この重質炭化水素供給油より軽い軽質炭化水
素供給油の流れをスチーム希釈剤と混合し; (d) 軽質炭化水素供給油を完全に熱分解し; (e) 完全分解した軽質炭化水素流出物を部分分解
重質炭化水素の流れへ供給して複合流を形成さ
せ、該軽質炭化水素流出物が部分分解重質炭化
水素のその後の分解用の熱を供給しかつ希釈剤
として役立ち; (f) この複合流をさらに分解し;そして、 (g) 重質および軽質の炭化水素の分解された複合
流からの流出物を急冷して反応を終らせる; ことから成る方法。 2 希釈剤スチームを軽質炭化水素流へ軽質炭化
水素1ポンドあたりスチーム0.3から0.6ポンドの
比率で供給する、特許請求の範囲第1項に記載の
方法。 3 重質炭化水素がナフサ、ケロシン、常圧ガス
油、真空ガス油および残油から成る群から選ばれ
る物質である、特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 4 軽質炭化水素がエタン、プロパン、プロピレ
ン、ノルマルおよびイソーブタン、ラフイネート
およびナフサ、またはそれらの混合物から成る群
から選ばれる、特許請求の範囲第1項または第3
項に記載の方法。 5 軽質炭化水素を高苛酷度短滞留時間の分解条
件において分解する、特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 6 重質炭化水素を中苛酷度の分解条件において
部分分解する、特許請求の範囲第1項に記載の方
法。 7 重質炭化水素を加熱分解炉の対流帯中で約
1000〓の温度へ昇温し;軽質炭化水素を同じ加熱
分解炉対流帯の中で約1200〓へ加熱し;軽質炭化
水素を加熱分解炉の輻射帯の中で最高の可能転化
率へと分解し;そして、対流帯から完全分解軽質
炭化水素と重質炭化水素とを共通配管へ供給して
その中で重質炭化水素をその後所望完了度まで分
解する;特許請求の範囲第1項に記載の方法。 8 希釈剤スチームが365〓から1000〓の範囲の
温度をもつ過熱スチームである、特許請求の範囲
第2項に記載の方法。 9 重質炭化水素と軽質炭化水素とを同時に分解
するための加熱炉であつて; a 対流部; b 輻射部; c 重質炭化水素用の対流コイル; d 軽質炭化水素用の対流コイル; e 軽質炭化水素用対流コイルと直接連通する輻
射帯中の輻射コイル; f 重質炭化水素用対流コイルと直接連通する輻
射帯中の輻射コイル; および、 g 重質炭化水素対流コイルおよび軽質炭化水素
対流コイルと連通する輻射コイルが終る輻射帯
中の共通コイル; から成る、加熱分解炉。 10 輻射帯の一部が断熱的環境を提供するよう
絶縁されている、特許請求の範囲第9項に記載の
炉。 11 軽質炭化水素対流コイルと連通する輻射帯
コイルが、軽質炭化水素の許容できる転化をひき
おこす所要熱量を提供するように配置された多管
式配置から成る、特許請求の範囲第10項に記載
の炉。 12 重質炭化水素対流コイルと連通する輻射帯
コイルが単流式コイル配列であつて重質炭化水素
の部分転化をひきおこす必要熱量を供給できるよ
うになつている、特許請求の範囲第10項または
第11項に記載の炉。 13 輻射帯コイルがその中で終つている単流式
共通コイルから成り、そのコイルが個別の熱量を
添加することができるかあるいは持続して、重質
炭化水素の所要の転化完了度をもたらすことがで
きるように配置されている、特許請求の範囲第1
0項または第11項に記載の炉。
[Claims] 1. A method for producing olefins by thermally decomposing heavy hydrocarbon feedstocks, comprising: (a) steaming heavy hydrocarbon feedstocks to produce olefins of 0.2 pounds per pound of heavy hydrocarbons; (b) Raise the temperature of the heavy hydrocarbons with a steam diluent to a temperature that causes partial thermal cracking; (c) Light carbonization lighter than this heavy hydrocarbon feed oil; (d) completely pyrolyzing the light hydrocarbon feed; (e) feeding the fully cracked light hydrocarbon effluent to the partially cracked heavy hydrocarbon stream; (f) further cracking the combined stream; and (g) quenching the effluent from a cracked composite stream of heavy and light hydrocarbons to terminate the reaction; 2. The method of claim 1, wherein diluent steam is fed to the light hydrocarbon stream at a ratio of 0.3 to 0.6 pounds of steam per pound of light hydrocarbon. 3. The method of claim 1, wherein the heavy hydrocarbon is a material selected from the group consisting of naphtha, kerosene, atmospheric gas oil, vacuum gas oil, and residual oil. 4. The light hydrocarbon is selected from the group consisting of ethane, propane, propylene, normal and isobutane, raffinate and naphtha, or mixtures thereof.
The method described in section. 5. The method of claim 1, wherein light hydrocarbons are decomposed under high severity, short residence time decomposition conditions. 6. The method according to claim 1, wherein heavy hydrocarbons are partially decomposed under moderately severe decomposition conditions. 7 Heavy hydrocarbons are heated in the convection zone of a thermal cracking furnace.
Heating the light hydrocarbons to a temperature of about 1000㎓ in the same pyrolysis furnace convection zone; cracking the light hydrocarbons to the highest possible conversion in the pyrolysis furnace radiation zone. and supplying completely cracked light hydrocarbons and heavy hydrocarbons from the convection zone to a common pipe in which the heavy hydrocarbons are then cracked to a desired degree of completion; as set forth in claim 1. the method of. 8. The method of claim 2, wherein the diluent steam is superheated steam having a temperature in the range of 365° to 1000°. 9 A heating furnace for simultaneously decomposing heavy hydrocarbons and light hydrocarbons; a convection section; b radiant section; c convection coil for heavy hydrocarbons; d convection coil for light hydrocarbons; e a radiant coil in the radiation zone that communicates directly with the convection coil for light hydrocarbons; f a radiant coil in the radiation zone that communicates directly with the convection coil for heavy hydrocarbons; and g a heavy hydrocarbon convection coil and a light hydrocarbon convection coil. a common coil in the radiant band terminating the radiant coil in communication with the coil; 10. The furnace of claim 9, wherein a portion of the radiation band is insulated to provide an adiabatic environment. 11. The method of claim 10, wherein the radiation band coil in communication with the light hydrocarbon convection coil comprises a shell-and-tube arrangement arranged to provide the required amount of heat to cause acceptable conversion of the light hydrocarbons. Furnace. 12. Claim 10 or 12, wherein the radiant coil in communication with the heavy hydrocarbon convection coil is a single-current coil arrangement and is adapted to supply the necessary amount of heat to cause partial conversion of the heavy hydrocarbons. Furnace according to paragraph 11. 13 consisting of a single-current common coil in which the radiant band coil terminates, which coil can add or sustain a discrete amount of heat to bring about the required degree of complete conversion of the heavy hydrocarbons; Claim 1 is arranged so that
The furnace according to item 0 or item 11.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147511A (en) * 1990-11-29 1992-09-15 Stone & Webster Engineering Corp. Apparatus for pyrolysis of hydrocarbons
US8815080B2 (en) * 2009-01-26 2014-08-26 Lummus Technology Inc. Adiabatic reactor to produce olefins
EP2867338B1 (en) * 2012-08-09 2015-10-21 Linde Aktiengesellschaft Method for converting hydrocarbon feedstocks into olefinic product flows by means of thermal steam cracking

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2076855A (en) * 1934-07-02 1937-04-13 Universal Oil Prod Co Heating of fluids
US2149860A (en) * 1936-06-27 1939-03-07 Universal Oil Prod Co Conversion of hydrocarbon oils
US2320127A (en) * 1940-09-09 1943-05-25 Phillips Petroleum Co Treatment of hydrocarbons
US2653903A (en) * 1950-06-09 1953-09-29 Phillips Petroleum Co Hydrocarbon conversion
US2890256A (en) * 1955-05-03 1959-06-09 Kellogg M W Co Pyrolitic hydrocarbon conversion process for making ethylene
US2945076A (en) * 1957-04-15 1960-07-12 Gulf Research Development Co Process for producing olefins
GB1049046A (en) * 1964-06-08 1966-11-23 Goodyear Tire & Rubber Synthesis of olefins
FR1596939A (en) * 1967-12-18 1970-06-22
US3579438A (en) * 1970-04-20 1971-05-18 Monsanto Co Thermal cracking
US3641183A (en) * 1968-07-09 1972-02-08 Exxon Research Engineering Co Injection of an electrically heated stream into a steam cracked product
US4002556A (en) * 1976-04-12 1977-01-11 Continental Oil Company Multiple point injection of hydrogen donor diluent in thermal cracking
JPS5265203A (en) * 1975-11-25 1977-05-30 Mitsubishi Chem Ind Ltd Olefin production
US4097544A (en) * 1977-04-25 1978-06-27 Standard Oil Company System for steam-cracking hydrocarbons and transfer-line exchanger therefor

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2076855A (en) * 1934-07-02 1937-04-13 Universal Oil Prod Co Heating of fluids
US2149860A (en) * 1936-06-27 1939-03-07 Universal Oil Prod Co Conversion of hydrocarbon oils
US2320127A (en) * 1940-09-09 1943-05-25 Phillips Petroleum Co Treatment of hydrocarbons
US2653903A (en) * 1950-06-09 1953-09-29 Phillips Petroleum Co Hydrocarbon conversion
US2890256A (en) * 1955-05-03 1959-06-09 Kellogg M W Co Pyrolitic hydrocarbon conversion process for making ethylene
US2945076A (en) * 1957-04-15 1960-07-12 Gulf Research Development Co Process for producing olefins
GB1049046A (en) * 1964-06-08 1966-11-23 Goodyear Tire & Rubber Synthesis of olefins
FR1596939A (en) * 1967-12-18 1970-06-22
US3641183A (en) * 1968-07-09 1972-02-08 Exxon Research Engineering Co Injection of an electrically heated stream into a steam cracked product
US3579438A (en) * 1970-04-20 1971-05-18 Monsanto Co Thermal cracking
JPS5265203A (en) * 1975-11-25 1977-05-30 Mitsubishi Chem Ind Ltd Olefin production
US4002556A (en) * 1976-04-12 1977-01-11 Continental Oil Company Multiple point injection of hydrogen donor diluent in thermal cracking
US4097544A (en) * 1977-04-25 1978-06-27 Standard Oil Company System for steam-cracking hydrocarbons and transfer-line exchanger therefor

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