KR100760093B1 - 중질 탄화수소 공급원료를 스팀 분해하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중질 탄화수소 공급원료를 가열하는 단계; 상기 중질 탄화수소 공급원료를 유체 및/또는 일차 희석 스팀 스트림과 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 열분해 퍼니스의 제1 대류 영역 튜브 뱅크에서 연도 기체와의 간접 접촉에 의해 상기 혼합물을 가열하는 단계(이때 열분해 퍼니스는 복사 영역과 대류 영역을 포함하고, 상기 대류 영역은 적어도 제1 대류 영역 튜브 뱅크, 제2 대류 영역 튜브 뱅크 및 제3 대류 영역 튜브 뱅크를 갖는다); 상기 혼합물을 플래싱하여 증기 상과 액체 상을 형성하는 단계; 상기 증기 상을 분리 및 분해하는 단계; 전달 라인 교환기에서 생산 유출물을 냉각하여 고압 스팀을 생성하는 단계; 및 상기 퍼니스의 상기 복사 영역을 떠나는 연도 기체가 상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크와 접촉하기에 앞서 상기 제3 대류 영역 튜브 뱅크와 접촉하도록 배치된 상기 제3 대류 영역 튜브 뱅크에서 상기 고압 스팀을 과열하는 단계를 포함하며, 상기 중질 탄화수소 공급원료와 혼합되는 상기 유체 및/또는 일차 희석 스팀 스트림의 양이 공정의 적어도 하나의 선택된 작동 파라미터, 이를테면 상기 플래시/분리기 용기로 들어가기 전의 상기 플래시 스트림의 온도에 따라 변화되는 중질 탄화수소 분해 공정에 관한 것이다.

Description

중질 탄화수소 공급원료를 스팀 분해하는 방법{PROCESS FOR STEAM CRACKING HEAVY HYDROCARBON FEEDSTOCKS}
본 발명은 상대적으로 비휘발성인 탄화수소들 및 다른 오염물들을 포함하는 탄화수소들을 분해하는 것에 관한 것이다.
열분해(pyrolysis)라고 언급되기도 하는 스팀 분해(cracking)는 여러 가지 탄화수소 공급원료들을 올레핀, 바람직하게는 에틸렌, 프로필렌 및 부텐 등과 같은 경질 올레핀으로 분해 하는데 오랫동안 사용되어 왔다. 종래의 스팀 분해는 대류(convection) 영역과 복사(radiant) 영역이라는 두 개의 주요 영역들을 갖는 열분해 퍼니스(furnace)를 사용한다. 탄화수소 공급원료는 전형적으로 액체(증기로 들어가는 경질 공급원료를 제외하고) 상으로 상기 퍼니스로의 대류 영역으로 들어가며, 거기서 전형적으로 상기 복사 영역으로부터의 더운 연도(flue) 기체와의 간접적인 접촉과 상기 스팀과의 직접적인 접촉에 의해 가열되고 증발된다. 이어서 증발된 공급원료 및 스팀 혼합물은 분해가 일어나는 상기 복사 영역으로 유입된다. 올레핀들을 포함하는 그 결과물들은 켄칭(quenching)을 비롯한 더 하류부분의 처리 를 향하여 상기 열분해 퍼니스를 떠난다.
열분해는 거대 분자들의 열적 분해를 일으키기에 충분하도록 공급원료를 가열하는 것을 포함한다. 그러나 열분해는 타르(tar)라고 알려진 큰 분자량의 물질들을 형성하기 위해 결합하려는 경향이 있는 분자들을 생산한다. 타르는 일정한 조건하에서는 설비를 더럽힐 수 있는 비등점이 높고, 점착성 있는 반응성 물질이다. 일반적으로, 비등점이 높은 물질들을 포함하는 공급원료가 보다 많은 양의 타르를 생산하는 경향이 있다.
열분해 유출물이 스팀 분해 퍼니스를 떠난 후의 타르의 형성은, 열분해 설비를 빠져나오는 유출물의 온도를 타르 형성 반응이 매우 느려지는 수준으로 급격히 냉각시킴으로써 최소화할 수 있다. 하나 이상의 단계들에서 하나 이상의 방법들을 사용하여 얻어질 수 있는 이러한 냉각을 켄칭이라 불린다.
종래의 스팀 분해 시스템들은 경유 및 나프타와 같은, 휘발성이 적은 탄화수소들의 큰 부분을 포함하는 고품질의 공급원료를 분해하는 데 효과적이었다. 그러나 스팀 분해의 경제성은 때때로 비제한적인 예들로써, 원유 및 대기 잔류물과 같은 보다 낮은 가격의 중질 공급원료들을 분해하는 데 유리하다. 원유 및 대기 잔류물은 흔히 1100℉(590℃)를 넘는 비등점을 갖는 고 분자량의 비휘발성 성분을 포함한다. 이러한 공급원료의 비휘발성 성분들은 종래의 열분해 퍼니스의 대류 영역에 코크(coke)로서 저장된다. 단지 매우 낮은 수준의 비휘발성 성분들이, 보다 경질인 성분들이 완전히 증발되는 지점의 상기 대류 영역 하부에 남아있을 수 있다.
가장 상업적인 나프타 및 경유 분해기에서, 분해 퍼니스로부터의 유출물의 냉각은 전달 라인 열교환기들의 시스템, 예비 분류기 및 수냉탑 또는 간접 응축기를 사용하여 정상적으로 이루어진다. 전달 라인 교환기들에서 발생된 스팀은 에틸렌 생산 유니트 내에서 사용된 주 압축기에 동력을 공급하는 대형 스팀 터빈들을 구동시키기 위해 사용될 수 있다. 스팀 터빈 내에서 높은 에너지 효율과 동력 생산을 얻기 위해서는 전달 라인 교환기들 내에서 생산된 스팀을 과열시키는 것이 필요하다.
종래의 스팀 분해 퍼니스(예를 들어, 나프타 공급물의 분해)내에서 대응하는 고압 스팀 과열기들과 전달 라인 교환기들의 결합이 1988년 AIChE 춘계 국가회의에서 엠.떠불유.켈로그사(M.W.Kellogg Company)의 티.에이.웰(T.A.Wells)에 의해 제안된 논문 "신형 퍼니스 디자인: 스팀 리포머 및 스팀 분해기(Specialty Furnace Design: Steam Reformers and Steam Crackers,)"의 도 7에 나타난다.
등유 및 경유와 같은 중질 원료들을 분해 하면, 경질 액체 분해 작업에 유리한 상기 전달 라인 교환기들 내에서의 부착물 외에도 퍼니스의 복사 영역내에서 코킹(coking)을 유발하는 대량의 타르가 생산된다.
부가적으로, 운송 도중에 나프타들은 비휘발성 성분들을 포함하는 중유로 오염된다. 종래의 열분해 퍼니스는 비휘발성 성분들로 오염되는 잔류물, 원유, 또는 많은 잔류물이나 원유로 오염된 경유 또는 나프타를 처리하기 위한 융통성을 가지고 있지 않다.
코킹 문제를 해결하기 위해, 본 명세서에서 참조로서 통합되는 미국 특허 제3,617,493호는 원유 공급을 위해 외부 증발 드럼의 사용을 개시하고 있으며, 증기 로서 나프타를 제거하기 위한 제1 플래시(flash)와 450 내지 1100℉(230 내지 590℃) 사이의 비등점을 갖는 증기를 제거하기 위한 제2 플래시의 사용을 개시하고 있다. 상기 증기들은 열분해 퍼니스내에서 올레핀으로 분해되며, 상기 두개의 플래시 탱크들로부터 분리된 액체들은 제거되고, 스팀으로 벗겨지며, 연료로 사용된다.
본 명세서에 참조로 통합되는 미국 특허 제3,718,709호는 코크 증착을 최소화하기 위한 처리를 개시하고 있다. 상기 특허는 과열된 스팀으로 중질 공급원료의 약 50%를 증발시키기 위해 열분해의 내측 또는 외측으로 공급원료를 예열하는 것과 잔류물 및 분리된 액체의 제거에 관하여 설명한다. 주로 경질 휘발성 탄화수소들을 포함하는 증발된 탄화수소들이 분해 되어진다.
본 명세서에 참조로 통합되는 미국 특허 제5,190,634호는 대류 영역 내에서 수소의 미소한 임계량의 존재하에 공급원료의 예열에 의해 퍼니스 내에서 코크가 형성되는 것을 방지하기 위한 처리를 개시하고 있다. 대류 영역 내에서 수소의 존재는 탄화수소의 중합 반응을 억제하여 코크 형성을 방지해준다.
본 명세서에 참조로 통합되는 미국 특허 제5,580,443호는 공급원료가 열분해 퍼니스의 대류 영역 내에서 1차 예열된 후 예열기로부터 빠져나오는 처리를 개시하고 있다. 이어서 이 예열된 공급원료는 설정된 양의 스팀(희석 스팀)과 혼합되며, 이어서 기체-액체 분리기로부터 액체로서 원하는 부분의 비휘발성분을 분리 및 제거하기 위해 기체-액체 분리기로 유입된다. 상기 기체-액체 분리기로부터 분리된 증기는 가열 및 분해를 위해 열분해 퍼니스로 회수된다.
열분해 퍼니스 내에서 처리될 수 있는 경질 성분들로부터 중질 액체 탄화수 소 성분을 분리하기 위해 플래시를 사용함에 있어서, 비휘발성 성분의 대부분이 액체 상이 되도록 분리하는 것이 중요하다. 그렇치 않으면 증기 내에 있는 무겁고, 코크를 형성하는 비휘발성 성분들이 퍼니스 내로 운반되어 코킹 문제를 유발하게 된다.
플래시에 들어가는 스트림의 온도를 포함하여 많은 변수들이 관계되기 때문에 플래시를 떠나는 액체에 대한 증기의 비를 제어하는 것은 어렵다는 것을 알 수 있다. 플래시에 들어가는 스트림의 온도는 퍼니스 부하가 변함에 따라 변화된다. 퍼니스가 완전 부하 상태에서는 온도가 높아지고, 퍼니스가 부분 부하 상태에서는 낮아진다. 플래시에 들어가는 스트림의 온도는 또한 공급원료를 가열하는 퍼니스 내의 연도 기체의 온도에 따라 변화한다. 연도 기체의 온도는 퍼니스에서 발생된 코킹의 양에 따라 변화한다. 퍼니스가 깨끗하거나 아주 약하게 코킹된 때에는 연도 기체의 온도는 퍼니스가 아주 심하게 코킹된 때에 비하여 낮다. 또한 연도 기체의 온도는 퍼니스의 버너에서 수행되는 연소 조절의 함수이다. 퍼니스가 연도 기체 내에서 낮은 수준의 과잉 산소로 작동될 때 대류 영역의 중간에서 상부에 이르는 지역들에서 연도 기체 온도는 퍼니스가 연도 기체 내에서 높은 수준의 과잉 산소로 작동될 때에 비하여 낮게 될 것이다.
본 명세서에 참조로 통합되며 2002년 7월 3일자로 출원되어 계류중인 미국 특허출원 일련번호 제10/188,461호는 중질 탄화수소 공급원료 내에 포함된 휘발성 탄화수소의 분해를 최적화하고, 코킹 문제를 감소 및 방지하기 위하여 바람직하게 제어된 처리에 관하여 설명한다. 이것은 플래시에 들어가는 스트림의 온도를 상대 적으로 일정하게 유지함으로써 플래시를 떠나는 액체에 대한 증기의 비를 상대적으로 일정하게 유지하는 방법을 제공한다. 보다 상세하게는, 플래시 스트림의 일정한 온도는 플래시 이전에 중질 탄화수소 공급원료와 혼합된 유동성의 스트림의 양을 자동적으로 조절함으로써 유지된다. 이 유체는 물이 될 수 있다.
대류 영역 내에서 제1 단계의 예열시 코크 증착(그리고 복사 및 켄칭 시스템에서의 과잉 코킹)을 방지하기 위하여, 상기 혼합되고 부분적으로 증발된 공급물과 희석 스팀 스트림은 일반적으로 상기 공급물이 완전히 증발되기 전에, 그리고 과도의 필름 온도가 대류 영역의 튜브 내에서 발전되기 전에 상기 대류 영역으로부터 배출된다. 공급원료에 따라 약 950℉(510℃) 이상 내지 약 1150℉(620℃) 이상과 같이, 과도의 필름 온도는 중질 탄화수소 공급원료 스트림의 말단으로부터 과도의 코크 형성을 이끄는 것으로 이론화된다.
본 발명은 중질 탄화수소 공급원료임에도 불구하고 보다 효과적인 켄칭 작동을 할 수 있도록 미국 출원번호 제10/188,461호의 발명과 결합하여 전달 라인 교환기의 사용을 위한 것이다. 나아가 상기 전달 라인 교환기에서 발생되는 스팀이, 플래시의 상류 필름 온도(film temperature)가 퍼니스의 대류 영역에서 코킹을 감소시키도록 조절되는 방식으로 과열되도록 최적화하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 중질 탄화수소 공급원료를 가열하는 단계, 상기 중질 탄화수소 공급원료를 유체와 혼합하여 혼합물 스트림을 형성하는 단계, 상기 혼합물 스트림을 플래싱하여 증기 상 및 액체 상을 형성하는 단계, 상기 액체 상을 제거하는 단계, 열분해 퍼니스의 복사 영역에서 상기 증기 상을 분해하여 올레핀을 포함하는 유출물을 생산하는 단계, 및 전달 라인 교환기를 사용하여 상기 유출물을 켄칭하는 단계를 포함하며, 상기 중질 탄화수소 공급원료와 혼합되는 상기 유체의 양이 상기 공정의 적어도 하나의 선택된 작동 파라미터에 따라 변화되는 중질 탄화수소 공급원료 분해 공정을 제공한다. 상기 유체는 탄화수소 또는 물이며, 바람직하게는 물이다.
본 발명의 공정에서 제어된 작동 파라미터의 일부 비제한적인 예는 상기 혼합물 스트림이 플래시되기 전의 상기 혼합물 스트림의 온도, 상기 플래시의 압력, 상기 플래시의 온도, 상기 혼합물 스트림의 유량, 및/또는 상기 퍼니스의 상기 연도 기체 내의 과잉 산소이다.
본 발명에서 사용되는 상기 중질 탄화수소 공급원료는, 스팀 분해된 경유 및 잔류물, 경유, 난방유, 분사 연료, 디젤, 등유, 가솔린, 코커 나프타, 스팀 분해된 나프타, 촉매 분해된 나프타, 수소분해물(hydrocrackate), 리포메이트(reformate), 라피네이트 리포메이트(raffinate reformate), 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 액체, 피셔-트롭쉬 기체, 천연 가솔린, 증류액, 버진(virgin) 나프타, 원유, 대기 파이프스틸(pipestill) 앙금, 앙금을 포함하는 진공 파이프스틸 스트림, 경유 응축물에 이르는 넓은 비등 범위의 나프타, 정제소로부터의 비-버진(non-virgin) 중질 탄화수소 스트림, 진공 경유, 중질 경유, 원유로 오염된 나프타, 대기 잔류물, 중질 잔류물, C4/잔류물 혼합물, 나프타/잔류물 혼합물, 경유/잔류물 혼합물 및 원유 중의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 중질 탄화수소 공급원료는 적어도 600℉(310℃)의 명목상 최종 비등점을 갖는다.
본 발명을 적용함에 있어서, 상기 중질 탄화수소 공급원료는 상기 유체와 혼합되기 전에 상기 열분해 퍼니스의 제1 대류 영역 튜브 뱅크에서 연도 기체와의 간접 접촉에 의해 가열될 수 있다. 바람직하게는, 상기 유체와 혼합되기 전에 상기 중질 탄화수소 공급원료의 온도는 300 내지 500℉(150 내지 260℃)이다.
단계 (b)에 이어서, 상기 혼합물 스트림은 플래시되기 전에 열분해 퍼니스의 제1 대류 영역 튜브 내에서 연도 기체와의 간접 접촉에 의해 가열될 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 대류 영역은, 상기 중질 탄화수소 공급원료가 상기 유체와 혼합되기 전에 가열될 수 있으며 상기 혼합물 스트림이 플래시되기 전에 더 가열될 수 있도록 이들 영역의 통과마다 상기 유체, 및 선택적으로 일차 희석 스팀을 부가하도록 배치된다.
상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크로 들어가는 상기 연도 기체의 온도는 일반적으로 약 1500℉보다 낮으며, 예를 들어 약 1300℉ 미만, 이를테면 약 1150℉ 미만, 바람직하게는 약 1000℉ 미만이다.
희석 스팀은 상기 공정 중의 어느 지점에서 부가될 수 있다. 예를 들어, 이것은 가열 전 또는 후에 상기 중질 탄화수소 공급원료에, 상기 혼합물 스트림에, 및/또는 상기 증기 상에 부가될 수 있다. 어떤 희석 스팀 스트림은 산성 스팀을 포함할 수 있다. 어떤 희석 스팀 스트림은 상기 퍼니스의 대류 영역 내의 어디에, 바람직하게는 제1 또는 제2 튜브 뱅크 내에 위치한 대류 영역 튜브 뱅크에서 가열 또는 과열될 수 있다.
상기 혼합물 스트림은 단계 (c)에서 상기 플래시 전에 약 600 내지 약 1000℉(315 내지 540℃)일 수 있으며, 상기 플래시 압력은 약 40 내지 약 200 psia일 수 있다. 플래시 이후에, 상기 혼합물 스트림의 50 내지 98%는 증기 상일 수 있다. 원심분리기와 같은 부가적인 분리기는 상기 증기 상으로부터 미세한 양의 액체를 분리하기 위해 사용될 수 있다. 상기 증기 상은 상기 퍼니스의 복사 영역으로 들어가기 전에 플래시 온도 위, 예를 들어 약 800 내지 1300℉(425 내지 705℃)로 가열될 수 있다. 이러한 가열은 대류 영역 튜브 뱅크 내에서, 바람직하게는 상기 퍼니스의 복사 영역에 가장 가까운 튜브 뱅크 내에서 발생될 수 있다.
상기 전달 라인 교환기가 고압 스팀을 생산하기 위해 사용될 수 있으며, 이어서 이는 상기 연도 기체가 상기 중질 탄화수소 공급원료 및/또는 혼합물 스트림을 가열하기 위해 사용된 상기 대류 영역 튜브 뱅크로 들어가기 전에, 상기 연도 기체와의 간접 접촉에 의해 상기 열분해 퍼니스의 대류 영역 튜브 뱅크에서 전형적으로 약 1100℉(590℃) 미만, 예를 들어 약 850 내지 약 950℉(455 내지 510℃)의 온도로 과열된다. 중간 과열저감기(desuperheater)가 상기 고압 스팀의 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 상기 고압 스팀은 바람직하게는 약 600 psig 또는 그 이상의 압력이며, 약 1500 내지 약 2000 psig의 압력을 가질 수 있다. 상기 고압 스팀 과열기 튜뷰 뱅크는 바람직하게는 상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크와 상기 증기 상을 가열하기 위해 사용된 상기 튜브 뱅크 사이에 위치한다.
대안적으로, 상기 공정은 중질 탄화수소 공급원료를 가열하는 단계, 상기 중질 탄화수소 공급원료를 유체와 혼합하여 혼합물 스트림을 형성하는 단계, 상기 혼합물 스트림을 플래싱 하여 증기 상 및 액체 상을 형성하는 단계, 상기 액체 상을 제거하는 단계, 열분해 퍼니스의 복사 영역에서 상기 증기 상을 분해하여 올레핀을 포함하는 유출물을 생산하는 단계, 및 전달 라인 교환기를 사용하여 상기 유출물을 켄칭하는 단계를 포함하며, 상기 전달 라인 교환기를 사용하여 고압 스팀을 생성하고, 이는 상기 연도 기체가 상기 중질 탄화수소 공급원료 및/또는 혼합물 스트림을 포함하는 튜브 뱅크들과 접촉하기 전에 상기 고압 스팀을 가열하도록 배치된 대류 영역 튜브 뱅크에서 과열된다. 상기 중질 탄화수소, 유체, 선택적인 스팀 스트림들, 압력들 및 온도들은 모두 앞에서 기술한 바와 같다.
도 1은 열분해 퍼니스에 적용되는 본 발명에 따른 공정의 개략적인 흐름도를 보여준다.
만약 다르게 언급하지 않는다면, 모든 퍼센테이지, 성분, 비율 등은 중량에 의한다. 만약 다르게 언급하지 않는다면, 화합물 또는 성분에 대한 언급은 그 자체의 화합물 또는 성분 뿐만아니라 화합물들의 혼합물과 같이 다른 화합물들 또는 성분들과 결합된 화합물 또는 성분들을 포함한다.
나아가, 양, 농도 또는 다른 값이나 파라미터가 상위의 바람직한 값들과 하위의 바람직한 값들의 리스트로서 주어질 때, 이것은 범위들이 개별적으로 개시되어 있는지 여부에 관계없이 상위 바람직한 값과 하위 바람직한 값의 어떠한 쌍으로부터 형성된 모든 범위들을 특별히 개시하는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용된 바와 같이 비휘발성 성분들은 ASTM D-6352-98 또는 D-2887로 측정된 1100℉(590℃) 이상의 명목상 비등점을 갖는 탄화수소 공급물의 일부이다. 본 발명은 약 1400℉(760℃) 이상의 명목상 비등점을 갖는 비휘발성 성분들에도 잘 적용된다. 탄화수소 공급물의 비등점 분포는 700℃(1292℉) 이상에서 비등하는 물질에 대한 외삽법으로 확장된, ASTM D-6352-98 또는 D-2887에서 설명된 방법들에 따라 가스 크로마토그라프 증류법(Gas Chromatograph Distillation;GCD)에 의해 측정된다. 비휘발성 성분들은 코크 전구체들을 포함할 수 있으며, 이들은 증기 상으로부터 응축된 후 본 발명의 처리에서 마주치는 작동 조건하에서 코크를 형성할 수 있는 다중고리(multi-ring) 방향족 화합물과 같은 적당히 무겁거나 및/또는 반응성 있는 분자들이다. 명목상 최종 비등점은 특정 시료의 99.5 중량%가 그 비등점에 도달했을 때의 온도를 의미한다.
본 발명은 중질 탄화수소 공급원료를 가열하고 스팀 분해하는 공정에 관한 것이다. 이 공정은 중질 탄화수소 공급원료를 가열하는 단계, 유체와 상기 중질 탄화수소 공급원료를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 상기 혼합물을 플래싱하여 증기 상 및 액체 상을 형성하는 단계; 상기 공정의 적어도 하나의 선택된 작동 파라미터에 따라서 상기 중질 탄화수소 공급원료와 혼합된 유체의 양을 바람직하게 변화시키는 단계, 상기 증기 상을 열분해 퍼니스의 복사 영역으로 공급하는 단계, 및 이어서 전달 라인 교환기를 사용하여 상기 반응을 켄칭하는 단계를 포함한다.
상기 중질 탄화수소 공급원료는 약 5 내지 약 50%에 이르는 다량의 중질 비휘발성 성분을 포함할 수 있다. 이러한 공급원료는, 비제한적인 예들로서, 스팀 분해된 경유 및 잔류물, 경유, 난방유, 분사 연료, 디젤, 등유, 가솔린, 코커 나프타, 스팀 분해된 나프타, 촉매 분해된 나프타, 수소분해물(hydrocrackate), 리포메이트(reformate), 라피네이트 리포메이트(raffinate reformate), 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 액체, 피셔-트롭쉬 기체, 천연 가솔린, 증류액, 버진(virgin) 나프타, 원유, 대기 파이프스틸(pipestill) 앙금, 앙금을 포함하는 진공 파이프스틸 스트림, 경유 응축물에 이르는 넓은 비등 범위의 나프타, 정제소로부터의 비-버진(non-virgin) 중질 탄화수소 스트림, 진공 경유, 중질 경유, 원유로 오염된 나프타, 대기 잔류물, 중질 잔류물, C4/잔류물 혼합물, 나프타/잔류물 혼합물, 경유/잔류물 혼합물 및 원유 중의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
중질 탄화수소 공급원료는 적어도 약 600℉(315℃), 일반적으로 약 950℉(510℃)보다 높은, 전형적으로 약 1100℉(590℃)보다 높은, 예를 들어 약 1400℉(760℃) 초과의 명목상 종료 비등점을 가질 수 있다. 경제적으로 바람직한 공급원료는 일반적으로 저유황 밀랍 잔류물, 대기 잔류물, 원유로 오염된 나프타 및 여러 가지 잔류물 혼합물이다.
중질 탄화수소 공급원료의 가열은 당업자에게 알려진 어떤 형태를 취할 수 있다. 그러나, 상기 가열은 퍼니스(1)의 상부 대류 영역 튜브 뱅크(2)(복사 영역으로부터 가장 먼 것)에서 퍼니스의 복사 영역으로부터의 뜨거운 연도 기체들과 상기 중질 탄화수소 공급원료의 간접 접촉을 포함하는 것이 바람직하다. 이것은 비제한적인 예로서, 퍼니스(1)의 대류 영역(3) 내에 위치한 열교환 튜브 뱅크(2)를 통하여 상기 중질 탄화수소 공급원료를 통과시킴으로서 달성될 수 있다. 가열된 중질 탄화수소 공급원료는 전형적으로 약 300℉(150℃) 내지 약 500℉(260℃) 사이, 이를 테면 약 325℉(160℃) 내지 약 450℉(230℃) 사이, 예를 들어 약 340℉(170℃) 내지 약 425℉(220℃) 사이의 온도를 갖는다.
상기 가열된 중질 탄화수소 공급원료는 탄화수소가 될 수 있는 유체, 바람직하게는 액체, 그러나 선택적으로 증기; 물; 스팀; 또는 이들의 혼합물과 혼합된다. 바람직한 상기 유체는 물이다. 상기 유체의 공급원은 저압 보일러 공급 물이 될 수 있다. 상기 유체의 온도는 상기 가열된 공급원료의 온도보다 낮거나 같거나 또는 높을 수 있다.
상기 가열된 중질 탄화수소 공급원료와 상기 유체의 혼합은 상기 열분해 퍼니스(1)의 내측 또는 외측에서 발생할 수 있지만, 바람직하게는 상기 퍼니스의 외측에서 발생한다. 상기 혼합은 당업계에서 알려진 어떠한 혼합 장치를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합을 위해 이중 스파거(sparger) 어셈블리(9)의 제1 스파거(4)를 사용하는 것이 가능하다. 상기 제1 스파거(4)는 상기 가열된 중질 탄화수소 공급원료 속으로 상기 유체를 유입할 때 상기 유체의 갑작스런 증발에 의해 발생되는 햄머링(hammering)을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
본 발명은 공정의 여러 부분들에서 선택적인 스팀 스트림을 사용할 수 있다. 일차 희석 스팀 스트림(17)이 아래에 상술된 바와 같이 상기 가열된 중질 탄화수소 공급원료와 혼합될 수 있다. 다른 실시양태에서는 이차 희석 스팀 스트림(18)이 대류 영역에서 가열되고 플래시 전에 상기 가열된 혼합 스팀과 혼합될 수 있다. 상기 이차 희석 스팀 스트림의 공급원은, 선택적으로 상기 열분해 퍼니스의 대류 영역에서 과열된 일차 희석 스팀이 될 수도 있다. 상기 일차 및 이차 희석 스팀 스트림 중의 어느 하나 또는 모두는 산성(sour) 스팀을 포함할 수 있다. 상기 산성 희석 스팀을 과열시키는 것은 산성 스팀의 응축으로부터 발생되는 부식의 위험성을 최소화한다.
본 발명의 한 실시 양태에서는, 상기 가열된 중질 공급원료와 혼합된 상기 유체에 더하여, 상기 일차 희석 스팀 스트림(17)이 또한 상기 공급원료에 혼합된다. 상기 일차 희석 스팀 스트림은 바람직하게는 제2 스파거(8)로 주입될 수 있다. 상기 얻어진 스트림 혼합물이 일반적으로 상기 중질 탄화수소 공급원료를 가열하기 위해 사용되었던 동일한 튜브 뱅크 내에서 연도 기체에 의해 부가적으로 가열하기 위한 참조번호 "11"에서 상기 대류 영역 속으로 선택적으로 들어가기 전에, 상기 일차 희석 스팀 스트림이 상기 중질 탄화수소 유체 혼합물 속으로 주입되는 것이 바람직하다.
상기 일차 희석 스팀은 상기 중질 탄화수소 공급원료 유체 혼합물보다 높거나, 낮거나 또는 거의 동일한 온도를 가질 수 있지만, 그 온도는 상기 혼합물의 온도보다 높아서 상기 공급원료/유체 혼합물을 부분적으로 증발시키는 것이 바람직하다. 상기 일차 희석 스팀은 상기 제2 스파거(8) 속으로 주입되기 전에 과열될 수 있다.
상기 가열된 중질 탄화수소 공급원료, 상기 유체 및 상기 제2 스파거(8)를 떠나는 상기 선택적인 일차 희석 스팀 스트림을 포함하는 상기 혼합물 스트림은 상기 플래시 전에 상기 열분해 퍼니스(3)의 대류 영역 내에서 선택적으로 다시 가열된다. 상기 가열은 비제한적인 예로서, 통상적으로 상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크의 일부로서, 상기 퍼니스의 대류 영역 내에 위치한 열교환 튜브 뱅크(6)를 통하여 상기 혼합물 스트림을 통과시킴으로써 달성될 수 있으며, 따라서 상기 퍼니스의 복사 영역으로부터의 뜨거운 연도 기체에 의해 가열된다. 이와 같이 가열된 혼합물 스트림은 부가적인 스팀 스트림과 선택적으로 더 혼합되도록 혼합물 스트림(12)으로서 상기 대류 영역을 떠난다.
선택적으로, 상기 이차 희석 스팀 스트림(18)은 플래시 전에 상기 중질 탄화수소 혼합물 스트림(12)과 혼합되는 플래시 스팀 스트림(19), 및 상기 중질 탄화수소 혼합물의 플래시를 바이패스하고 대신에 증기 상이 퍼니스의 복사 영역내에서 분해되기 전에 플래시로부터의 증기 상과 혼합되는 바이패스 스팀 스트림(21)으로 더욱 분리될 수 있다. 본 발명은 바이패스 스팀 스트림(21)없이 플래시 스팀 스트림(19)으로서 사용된 모든 이차 희석 스팀 스트림(18)으로 작동할 수 있다. 대안으로, 본 발명은 플래시 스팀 스트림(19)없이 바이패스 스팀 스트림(21)으로 향한 이차 희석 스팀 스트림(18)으로 작동될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시양태에서, 바이패스 스팀 스트림(21)에 대한 플래시 스팀 스트림(19)의 비는 바람직하게는 1:20에서 20:1이며, 보다 바람직하게는 1:2에서 2:1이어야 한다. 본 실시양태에서 상기 플래시 스팀 스트림(19)은 플래시/분리기 용기(5) 내에서 플래시 전에 플래시 스트림(20)을 형성하기 위해 상기 중질 탄화수소 혼합물 스트림(12)과 혼합된다. 바람직하게는, 상기 이차 희석 스팀 스트림이 분리 및 상기 중질 탄화수소 혼합물과의 혼합 전에 상기 퍼니스 대류 영역내의 과열기 부분(16)에서 과열(superheat)된다. 상기 중질 탄화수소 혼합물 스트림(12)에 상기 플래시 스팀 스트림(19)을 부가하는 것은, 플래시 스트림(20)이 상기 플래시/분리기 용기(5)로 들어가기 전에 상기 혼합물의 대부분의 휘발성 성분들의 증발을 도와준다.
이어서, 상기 혼합물 스트림(12) 또는 상기 플래시 스트림(20)이 예를 들어, 플래시/분리기 용기(5) 내에서 두가지 상(지배적으로 휘발성 탄화수소 및 스팀을 포함하는 증기 상 및 지배적으로 비휘발성 탄화수소를 포함하는 액체 상)으로 분리되도록 플래시된다. 상기 증기 상은 바람직하게는 오버헤드(overhead) 증기 스트림(13)으로서 상기 플래시/분리기 용기(5)로부터 제거된다. 상기 증기 상은 선택적인 가열을 위해 크로스오버 파이프(24)를 통하여 분해를 위한 상기 열분해 퍼니스의 복사 영역(40)으로 가도록, 바람직하게는 상기 퍼니스의 복사 영역에 가장 가까이 위치한 상기 퍼니스의 대류 영역 튜브 뱅크(23)로 다시 들어간다. 상기 플래시된 혼합물 스트림의 상기 액체 상은 하부 스트림(27)으로서 상기 플래시/분리기 용기(5)로부터 제거된다.
상기 플래시/분리기 용기(5) 내에서는 미리 설정된 액체에 대한 증기의 비를 일정하게 유지하는 것이 바람직하지만, 이 비는 측정 및 제어하기 어렵다. 대안적으로, 상기 플래시/분리기 용기(5) 전의 상기 혼합물 스트림(12)의 온도는 상기 플래시/분리기 용기(5) 내에서 액체에 대한 증기의 비를 측정하고, 제어하고, 거의 일정하게 유지하기 위한 간접 파라미터로서 사용될 수 있다. 이상적으로, 상기 혼합물 스트림의 온도가 높아질 수록 보다 많은 휘발성 탄화수소들이 분해를 위해 증기 상으로서 증발될 것이고, 유용하게 될 것이다. 그러나 상기 혼합물 스트림의 온도가 너무 높다면, 보다 많은 중질 탄화수소가 증기 상으로 존재하게 될 것이며, 상기 대류 퍼니스 튜브 위로 운반되어 긍극적으로는 상기 튜브들을 코킹할 것이다. 만약에 상기 혼합물 스트림(12) 온도가 너무 낮아서 상기 플래시/분리기 용기(5) 내에서 액체에 대한 증기의 비가 낮게 되면, 보다 많은 휘발성 탄화수소들이 액체 상으로 남게 될 것이며, 따라서 분해를 위해 유용하지 않게 될 것이다.
상기 혼합물 스트림 온도는, 상기 플래시/분리기 용기로부터 상기 퍼니스(3)로 상기 혼합물을 운반하는 파이프 및 용기 내의 코킹 또는 상기 퍼니스 튜브들 내의 과도한 코킹을 방지하는 동안 상기 공급원료로 휘발성분의 회수/증발을 최소화하기 위해 선택적으로 제어된다. 상기 혼합물을 하부 대류 영역(23) 및 크로스오버 파이프(24)로 운반하는 파이프 및 용기를 가로지르는 압력 강화 및 상기 하부 대류 영역(23)을 가로지르는 온도 상승이 코킹 문제의 개시를 검출하기 위해 모니터될 수 있다. 예를 들어, 하부 대류 영역(23)으로의 크로스오버 압력과 처리 입구 압력이 코킹으로 인하여 급격히 증가되기 시작하면, 플래시/분리기 용기(5) 및 상기 혼합물 스트림(12) 내의 온도는 감소되어야 한다. 만약 하부 대류 영역내에서 코킹이 발생된다면, 과열기 영역(16)까지의 연도 기체의 온도는 증가하며, 보다 많은 과열저감기 물(26)을 요한다.
또한 상기 혼합물 스트림(12)의 온도에 대한 선택은 상기 공급원료 물질의 조성에 의해 결정된다. 상기 공급원료가 보다 많은 양의 경질 탄화수소를 포함하면 상기 혼합물 스트림(12)의 온도는 보다 낮아지도록 설정될 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 스파거(4)에서 사용된 유체의 양은 증가될 것이고, 및/또는 상기 제2 스파거(8)에서 사용된 일차 희석 스트림의 양은 감소될 것이며, 이것은 이러한 양들이 상기 혼합물 스트림(12)의 온도에 직접적으로 영향을 주기 때문이다. 상기 공급원료가 보다 많은 양의 비휘발성 탄화수소를 포함하면 상기 혼합물 스트림(12)의 온도는 보다 높아지도록 설정되어야 한다. 결과적으로, 상기 제2 스파거(8)에서 사용된 일차 희석 스트림의 양이 증가되는 동안 상기 제1 스파거(4)에서 사용된 유체의 양은 감소될 것이다. 혼합물 스트림의 온도를 주의깊게 선택함으로써 본 발명은 아주 다양한 공급원료 물질들에서 그 응용을 찾을 수 있다.
전형적으로, 상기 혼합물 스트림(12)의 온도는 약 600 내지 약 1000℉(315 내지 540℃)에서, 이를 테면 약 700 내지 약 950℉(370 내지 510℃)에서, 예를 들어 약 750 내지 약 900℉(400 내지 480℃)에서, 그리고 흔히 약 810 내지 약 890℉(430 내지 475℃)에서 설정 및 제어될 수 있다. 이러한 값들은 전술한 바와 같이 공급원료에서 휘발성 물질의 농도에 따라 변할 것이다.
온도 결정에 대한 고려는 교환기 튜브 벽체 상에 그리고 플래시/분리기 내에서 코크 형성의 가능성을 줄이기 위해 액체 상을 유지하려는 요구를 포함한다.
혼합물 스트림(12)의 온도는 적어도 온도 감지기 및 컴퓨터 응용과 같은 어떤 공지된 제어 장치를 포함하는 제어 시스템(7)에 의해 제어될 수 있다. 바람직하게는, 상기 온도 감지기는 써머커플이다. 상기 제어 시스템(7)은 상기 유체 밸브(14) 및 상기 일차 희석 스팀 밸브(15)와 통신하며, 그래서 상기 두개의 스파거들로 들어가는 상기 유체 및 상기 일차 희석 스팀의 양이 제어될 수 있다.
상기 플래시/분리기 용기(5) 내에서 액체에 대한 증기의 일정한 비를 얻고, 상당한 온도 변화 및 액체에 대한 플래시 증기 비율의 변화를 방지하도록, 상기 플래시 스팀 스트림(19)과 혼합되고 상기 플래시/분리기 용기(5)로 들어가는 상기 혼합물 스트림(12)에 대한 일정한 온도를 유지하기 위해, 본 발명은 아래와 같이 작동한다. 상기 플래시/분리기 용기(5) 전에 상기 혼합물 스트림(12)에 대한 온도가 설정되면, 상기 제어 시스템(7)은 상기 두개의 스파거들에 대하여 상기 유체 밸브(14) 및 일차 희석 스팀 밸브(15)를 자동적으로 제어한다. 상기 제어 시스템(7)이 상기 혼합물 스트림의 온도 강하를 검출하면, 이것은 상기 유체 밸브(14)로 하여금 상기 제1 스파거(4)로의 상기 유체의 주입을 감소시키도록 할 것이다. 만약 혼합물 스트림의 온도가 증가하기 시작하면, 상기 유체 밸브는 제1 스파거(4)로의 상기 유체의 주입을 증가시키기 위해 더욱 넓게 개방될 것이다. 하나의 가능성 있는 실시양태에서, 상기 증기화에 대한 상기 유체의 잠열은 혼합물 스팀 온도를 제어한다.
일차 희석 스팀 스트림(17)이 제2 스파거(8)로 주입될 때, 상기 온도 제어 시스템(7)이 또한 제2 스파거(8)로 주입된 일차 희석 스팀 스트림의 양을 조절하도록 일차 희석 스팀 밸브(15)를 제어하기 위해 사용되어 질 수 있다. 이것은 플래시/분리기 용기(5) 내에서 온도 변화의 급격한 변동을 감소시켜준다. 상기 제어 시스템(7)이 혼합물 스트림(12)의 온도 강하를 검출하면, 이것은 일차 희석 스팀 밸브(15)로 하여금 유체 밸브(14)가 더 닫히는 동안 제2 스파거(8)로의 일차 희석 스팀 스트림의 주입을 증가시키도록 지시한다. 만약 온도가 상승하기 시작하면, 일차 희석 스팀 밸브는 유체 밸브(14)가 보다 넓게 열리는 동안 제2 스파거(8)로의 일차 희석 스팀 스트림의 주입을 감소시키도록 자동적으로 더욱 닫힐 것이다.
본 발명에 따른 하나의 실시양태에서, 상기 제어 시스템(7)은 양 스파거들로 주입되는 유체의 양 및 일차 희석 스팀 스트림의 양을 제어하는 데 사용될 수 있다.
상기 유체가 물인 실시양태에서, 상기 제어기는 혼합물(11) 내에서 공급원료에 대한 물의 일정한 비율을 유지하는 동안 혼합물 스트림(12) 온도를 일정하게 유지하기 위해 물 및 일차 희석 스팀의 양을 변화시킨다. 나아가 상기 플래시 온도의 급격한 변동을 방지하기 위해, 본 발명은 퍼니스 내에서 이차 희석 스팀의 과열 영역에서 중간 과열저감기(desuperheater, 25)를 바람직하게 사용한다. 이것은 과열저감기(16) 출구 온도가, 퍼니스 부하 변화, 코킹 범위 변화, 과잉 산소 수준 변화 및 다른 변수들에 독립하여 일정한 값으로 제어되도록 해준다. 정상적으로, 상기 과열저감기(25)는 약 800 내지 약 1100℉(425 내지 590℃)에서, 예를 들어 약 850 내지 약 1000℉(455 내지 540℃)에서, 이를 테면 약 850 내지 약 950℉(455 내지 510℃)에서, 그리고 전형적으로 약 875 내지 약 925℉(470 내지 495℃)에서 상기 이차 희석 스팀의 온도를 유지한다. 상기 과열저감기는 제어 밸브 및 물분무기 노즐일 수 있다. 부분적인 예비가열후, 상기 이차 희석 스팀은 상기 대류 영역을 빠져나오고, 급격히 증발되며 온도를 감소시키는 과열저감기 물(26)의 미세한 안개가 부가될 수 있다. 이어서 상기 스팀은 바람직하게는 대류 영역내에서 더 가열된다. 상기 과열저감기에 부가된 물의 양은 상기 혼합물 스트림(12)과 선택적으로 혼합된 상기 스팀의 온도를 제어할 수 있다.
비록 전술한 설명은 플래시/분리기 용기(5) 전의 상기 혼합물 스트림(12)의 설정된 온도에 따라 상기 두개의 스파거(4 및 8)에서 상기 중질 탄화수소 공급원료로 주입된 상기 유체 및 상기 일차 희석 스팀 스트림의 양들을 조정한다는 것에 기초하지만, 동일한 제어 메카니즘이 다른 위치들에서 다른 파라미터에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 플래시 압력과 상기 플래시 스팀 스트림(19)의 온도 및 유량이 플래시에서 액체에 대한 증기의 비율 변화를 유효하게 하기 위해 변화될 수 있다. 또한 비록 더디지만 연도 기체에서 과잉 산소가 제어 변수가 될 수 있다.
상기 플래시/분리기 용기로 들어가는 상기 혼합물 스트림(12)의 온도를 일정하게 유지하는 데 더하여, 일반적으로 상기 플래시/분리기 용기에서 액체에 대한 증기의 비를 일정하게 유지하기 위하여 상기 플래시 스트림(20)의 탄화수소 부분 압력을 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 일정한 탄화수소 부분 압력은 상기 증기 상 라인(13) 상에서 상기 제어 밸브(36)의 사용을 통하여 상기 플래시/분리기 용기 압력을 일정하게 유지함으로써, 그리고 상기 스트림(20)에서 탄화수소 공급원료에 대한 스팀의 비를 제어함으로써 유지될 수 있다.
전형적으로, 본 발명에서 상기 플래시 스트림의 탄화수소 부분 압력은 약 4 내지 약 25 psia(25 내지 175 kPa) 사이, 이를 테면 약 5 내지 약 15 psia(35 내지 100 kPa) 사이, 예를 들어 약 6 내지 약 11 psia(40 내지 75 kPa) 사이에서 설정되고 제어된다.
하나의 실시양태에서, 상기 플래시는 적어도 하나의 플래시/분리기 용기에서 수행된다. 전형적으로 상기 플래시는 환류(reflux)와 함께 또는 환류 없는 1-단계 공정이다. 플래시/분리기 용기(5)는 약 40 내지 약 200 psia(275 내지 1400 kPa) 압력에서 정상적으로 작동하며, 그 온도는 플래시/분리기 용기(5)에 들어가기 전에 상기 플래시 스트림(20)의 온도와 통상적으로 같거나 약간 낮다. 전형적으로 상기 플래시/분리기 용기가 작동하는 압력은 약 40 내지 약 200 psia(275 내지 1400 kPa)이며, 온도는 약 600 내지 약 1000℉(310 내지 540℃)이다. 예를 들어, 상기 플래시의 압력은 약 85 내지 약 155 psia(600 내지 1100 kPa)이며, 온도는 약 700 내지 약 920℉(370 내지 490℃)이다. 다른 예로서, 상기 플래시의 압력은 약 105 내지 약 145 psia(700 내지 1000 kPa)이며, 온도는 약 750 내지 약 900℉(400 내지 480℃)이다. 또 다른 예로서, 상기 플래시/분리기 용기의 압력은 약 105 내지 약 125 psia(700 내지 760 kPa)이며, 온도는 약 810 내지 약 890℉(430 내지 475℃)이다. 상기 혼합물 스트림(12)의 온도에 따라, 일반적으로 플래시된 상기 혼합물 스트림의 약 50 내지 약 98%는, 이를 테면 약 60 내지 약 95%, 예를 들어 약 65 내지 약 90%는 증기 상이다.
하나의 관점에서, 상기 플래시/분리기 용기(5)는, 너무 많은 열은 액체 상에서 비휘발성 물질의 코킹을 유발할 수 있기 때문에 용기의 바닥에서 액체 상의 온도를 최소화하기 위해 일반적으로 작동된다. 플래시/분리기 용기로 들어가는 플래시 스트림에서 이차 희석 스팀 스트림(18)을 사용하는 것은, 이것이 탄화수소의 부분 압력을 감소시켜서(즉, 증기의 보다 큰 몰 부분이 스팀이다) 요구되는 액체 상 온도를 낮추기 때문에, 증발 온도를 낮춰준다. 또한 플래시/분리기 용기(5)의 바닥에서 새로 분리된 액체 상을 냉각하는 데 도움이 되도록, 상기 외부적으로 냉각된 플래시/분리기 용기 바닥 액체의 일부(30)를 다시 플래시/분리기 용기로 재순환시키는 것은 유용할 것이다. 스트림(27)은 펌프(37)를 경유하여 상기 플래시/분리기 용기(5)의 바닥으로부터 냉각기(28)로 운반될 수 있다. 이어서 상기 냉각된 스트림(29)은 재순환 스트림(30)과 배출 스트림(22)으로 분리될 수 있다. 상기 재순환 스트림의 온도는 전형적으로 약 500 내지 약 600℉(260 내지 315℃), 예를 들어 약 520 내지 약 550℉(270 내지 290℃)이다. 재순환 스트림의 양은 플래시/분리기 용기 내에서 새로 분리된 바닥 액체 양의 약 80 내지 약 250%, 이를 테면 약 90 내지 약 225%, 예를 들어 약 100 내지 약 200% 일 수 있다.
다른 관점에서, 상기 플래시는 또한 상기 플래시 용기에서 상기 액체의 체류/보유 시간을 최소화하기 위해 일반적으로 작동된다. 하나의 예시적인 실시양태에서, 상기 액체 상은 상기 플래시/분리기 용기의 바닥에서 작은 직경의 '부츠(boot)' 또는 실린더(35)를 통하여 상기 용기로부터 방출된다. 전형적으로, 상기 드럼내에서 상기 액체 상의 체류시간은 약 75초 보다 작으며, 예를 들어 약 60초 보다 작으며, 이를테면 약 30초 보다 작으며, 흔히 약 15초 보다 작다. 상기 플래시/분리기 용기 내에서 상기 액체 상의 체류/보유 시간이 짧아질수록 상기 플래시/분리기 용기의 바닥에서 코킹의 발생은 더 적어진다.
예를 들어, 상기 증기 상은 약 55 내지 약 70%의 탄화수소 및 약 30 내지 약 45%의 스팀을 포함할 수 있다. 상기 증기 상의 비등 종말점은 정상적으로는 약 1400℉(760℃) 아래이며, 이를테면 약 1100℉(590℃) 아래이며, 예를 들어 약 1050℉(565℃) 아래이며, 흔히 약 1000℉(540℃) 아래이다. 상기 증기 상은, 혼입 및/또는 응축된 액체의 미세한 양을 제거하는 원심분리기(38)로 상기 증기를 선택적으로 운반하는 오버헤드 파이프를 통하여 상기 플래시/분리기 용기(5)로부터 계속적으로 제거된다. 이어서 상기 증기는 전형적으로 상기 퍼니스의 대류 영역으로 상기 흐름을 분산시키는 매니폴드 속으로 흐른다.
상기 플래시/분리기 용기로부터 계속적으로 제거되는 증기 상 스트림(13)은, 상기 퍼니스의 복사 영역으로부터의 연도 기체에 의해 예를 들어, 약 800 내지 약 1300℉(425 내지 705℃)의 온도로 상기 열분해 퍼니스의 하부 대류 영역(23) 내에서 과열되는 것이 바람직하다. 이어서 상기 증기 상은 분해되도록 상기 열분해 퍼니스의 복사 영역으로 유입된다.
상기 플래시/분리기 용기로부터 제거된 증기 상 스트림(13)은 상기 퍼니스 하부 대류 영역(23) 내로 유입되기 전에 바이패스 스팀 스트림(21)과 선택적으로 혼합될 수 있다.
상기 바이패스 스팀 스트림(21)은 상기 이차 희석 스팀 스트림(18)으로부터 분리된 스팀 스트림이다. 바람직하게는, 상기 이차 희석 스팀은 상기 플래시/분리기 용기(5)로부터 제거된 상기 증기 상 스트림과 분리되어 혼합되기 전에 상기 열분해 퍼니스(3)의 대류 영역에서 우선 가열된다. 어떤 응용들에서는, 상기 이차 희석 스팀으로부터 분리된 후 상기 증기 상과 혼합되기 전에 상기 바이패스 스팀을 다시 과열할 수 있다. 상기 증기 상 스트림(13)과 상기 바이패스 스팀 스트림(21)의 혼합 후의 상기 과열은, 상기 복사 영역으로 들어가기 전에 상기 퍼니스의 이 영역에서 상기 혼합물의 모든, 그러나 가장 중질 성분들이 증발되는 것을 보증한다. 상기 하부의 대류 영역(23)에서 증기 상의 온도를 800 내지 1300℉(425 내지 705℃)로 증가시키는 것은, 복사 튜브 금속 온도가 감소될 수 있기 때문에 복사 영역에서의 작동을 도와준다. 이것은 복사 영역에서 코킹 잠재성을 적게 해준다. 이어서 상기 과열된 증기는 열분해 퍼니스의 복사 영역내에서 분해된다.
상기 혼합물 스트림의 제어된 플래시는 코크 및 타르를 생산하는 중질 탄화수소 종류(액체 상에서)의 심각한 제거를 초래하였기 때문에, 상기 열분해 퍼니스의 복사 영역으로부터의 유출물을 켄칭하기 위한 전달 라인 교환기를 사용하는 것이 가능하다. 다른 장점들 중에서도, 이는 제자리에 이미 전달 라인 교환기 켄칭 시스템을 갖는, 나프타와 같은 경질 공급물들 또는 일반적으로 약 600℉(315℃) 아래의 종말 비등점을 갖는 다른 액체 공급원료들용으로 처음부터 설계된 분해 장치들의 보다 저렴한 갱신을 허용할 것이다.
효과적인 터빈 작동을 위해 요구되는 과열을 제공하고, 플래시/분리기 용기의 대류 튜브 상류에서 코크의 형성을 상당히 감소시키는 방식으로 중질 공급물 퍼니스의 대류 영역에서 요구되는 고압 스팀 과열기를 통합하는 것이 가능하다는 것이 알려졌다. 상기 고압 스팀 과열기를 상기 대류 영역내에 적절히 위치시킴으로써, 코크를 생산하려는 상기 중질 탄화수소 공급원료의 경향이 감소될 수 있다. 특히, 상기 고압 스팀 과열기는 퍼니스의 대류 영역내에 위치시킬 수 있으며, 그리하여 이것은 플래시/분리기 용기의 오버헤드 증기가 과열되는 지역의 하류(downstream, 상기 퍼니스의 대류 영역을 통과하는 상기 연도 기체의 흐름에 대하여)이지만, 상기 혼합된 스트림 및/또는 상기 중질 탄화수소 공급원료가 가열되는 지역의 상류가 된다. 이와 같은 방식으로, 상기 고압 스팀 과열기에 의해 흡수된 열은, 필름 온도가 상기 중질 탄화수소 공급원료의 조성에 따라 전형적으로 약 950 내지 약 1150℉(510 내지 620℃)에서 코킹이 발생하는 수준에 도달하지 않을 정도로 상기 혼합된 스트림 가열 지역으로 들어가는 상기 연도 기체를 충분히 냉각시키는 것을 보장한다. 따라서 플래시/분리기 용기의 상류로 향하는 튜브에서 코크 형성의 위험성이 현저히 감소된다. 상기 퍼니스의 복사 및 켄칭 시스템에서 코킹을 가속화하는 상기 중질 탄화수소 부분은 상기 플래시/분리기 용기 바닥으로부터 제거된 상기 액체 상 스트림과 같이 상기 퍼니스로부터 제거된다.
도 1에서 보여지는 퍼니스에서, 상기 제1 튜브 뱅크에서의 필름 온도가 상기 중질 탄화수소 공급원료에 따라 일반적으로 약 950 내지 약 1150℉(510 내지 620℃) 사이의 코킹 온도에 이르는 것을 방지하도록 상기 고압 스팀 과열기에 의해 상기 연도 기체가 충분히 예비 냉각되고 상기 공급물이 충분히 증발되지 않기 때문에, 상기 중질 탄화수소 공급원료 및/또는 상기 혼합물 스트림이 가열되는 대류 영역 내의 제1 튜브 뱅크에서는 코킹 문제가 방지된다.
상기 플래시/분리기 용기로부터의 오버헤드 증기는 상기 열분해 퍼니스의 복사(분해) 지역을 통과하는 동안 보다 높은 온도로 선택적으로 가열된다. 상기 복사 지역에서는 상기 공급물이 열적으로 분해되어, 에틸렌 및 목적하는 다른 경질 올레핀을 포함하는 올레핀과 반응부산물을 포함하는 유출물(41)을 생성한다.
대부분의 상업적인 액체 분해기에서, 분해 퍼니스로부터 나오는 유출물에 대한 냉각은 통상적으로 전달 라인 열 교환기들의 시스템, 일차 분류기 및 물 켄칭 탑 또는 간접 응축기를 사용하여 달성된다. 전형적인 나프타 공정원료에 대하여, 상기 전달 라인 열 교환기들은 공정 어디에서도 사용될 수 있는 고압 스팀을 효과적으로 발생시키는 약 700℉(370℃)가 되도록 상기 공정 스트림을 냉각시킨다. 고압 스팀은 명목상 압력이 약 550 psig 및 그 이상, 흔히 약 1200 내지 약 2000 psig, 예를 들어 약 1500 내지 약 2000 psig를 갖는 스팀을 의미한다. 본 발명에서 중질 탄화수소 공급원료를 분해함으로써 발생되는 상기 복사 영역 유출물(41)은 전달 라인 교환기(42)에서 라인(44)에 의해 급격히 냉각될 수 있으며, (46)에서 공급된 스팀 드럼(47)을 갖는 써모사이폰(thermosyphon) 장치에서 (45, 48)을 통해 고압 스팀을 발생시킨다.
전달 라인 교환기들에서 발생된 스팀을 사용하여 에틸렌 생산 유니트의 어디에서도 사용되는 주 압축기를 가동시키는 대형 스팀 터빈들을 구동시킬 수 있다. 상기 스팀 터빈들에서 높은 에너지 효율과 동력 생산을 얻기 위해, 상기 전달 라인 교환기들에서 생산된 스팀을 과열하는 것이 필요하다. 예를 들어, 명목상 1500 psig 스팀 시스템에서, 상기 스팀은 거의 600℉(315℃)에서 생산될 것이고, 상기 스팀 터빈들 내에서 소비되기 전에 약 800 내지 약 1100℉(425 내지 590℃), 예를 들어 약 850 내지 약 950℉(455 내지 510℃)로 상기 퍼니스의 대류 영역에서 과열될 것이다.
상기 드럼으로부터 취해진 포화된 스팀(48)은 바람직하게는 고압 스팀 과열기 뱅크(49)에서 과열된다. 모든 퍼니스 작동 조건에서 최적 터빈 입구 스팀 온도를 얻기 위해, 중간 과열저감기(54)(또는 어템퍼레이터(attemperator))가 고압 스팀 과열기 뱅크에서 사용될 수 있다. 이것은 (53)에서의 상기 과열기 출구 온도가 퍼니스 부하 변화, 코킹 범위 변화, 과잉 산소 수준 변화 및 다른 변수들에 독립하여 일정한 값으로 제어될 수 있게 해준다. 통상적으로 이 과열저감기(54)는 상기 고압 스팀의 온도를 약 800 내지 약 1100℉(425 내지 590℃), 예를 들어 약 850 내지 약 1000℉(450 내지 540℃), 이를테면 약 850 내지 약 950℉(450 내지 510℃) 사이에서 유지시킬 것이다. 상기 과열저감기는 제어 밸브 및 물 분무기 노즐일 수 있다. (50)에서의 부분적인 가열 후에, 상기 고압 스팀은 상기 대류 영역을 빠져나오며, 미세한 물 안개(51)가 급격히 증발하여 (52)에서의 온도를 감소시키도록 부가된다. 이어서 상기 고압 스팀은 대류 영역에서 더 가열되고, (53)에서 빠져나온다. 상기 과열기에 부가된 물의 양은 스팀의 온도를 제어할 수 있다.
원하는 중질 탄화수소 공급원료 스트림이 상기 제1 튜브 뱅크 내에서 코크를 형성하지 않고 분해되도록 하기 위해서, 상기 고압 스팀 과열기는 상기 증기 상 과열기의 하류(상기 퍼니스의 복사 영역으로부터 상기 연도 기체의 흐름에 대하여) 및 상기 제1 튜브 뱅크의 상류가 되도록 상기 대류 영역내에 위치될 수 있다.
어템퍼레이터(중간 과열저감기)의 사용은, 상기 고압 스팀 발생 속도가 감소될 때 어템퍼레이터를 갖는 상기 과열기가 상기 연도 기체로부터 더 많은 열을 제거하기 때문에, 바람직하게는 상기 고압 스팀이 상기 대류 영역을 빠져나온 후에 과열저감기를 사용하는 것이다. 예를 들어, 보다 중질 공급원료를 처리할 때 본래적인 타르 생산 때문에 시간의 경과에 따라 상기 전달 라인 교환기들이 오염됨에 따라 감소된 고온 스팀 발생이 일어난다.
상기 퍼니스 유출물이 전달 라인 교환기에서 냉각된 후, 선택적으로 적당한 품질의 켄칭 오일 스트림의 주입에 의해 더 냉각될 수 있다.
중질 탄화수소 공급원료 또는 혼합물 스트림을 포함하는 상기 튜브들과 접촉하는 상기 연도 기체에 앞서 상기 연도 기체를 냉각시키도록 상기 고압 스트림 과열기 뱅크를 배치하는 것은, 필름 온도가 코킹이 발생되는 수준 아래로 유지되도록 상기 연도 기체 온도를 제어하게끔 한다. 상기 상부 대류 영역 튜브 뱅크로 들어가는 연도 기체의 온도는 일반적으로 약 1500℉(815℃)보다 낮으며, 예를 들어 약 1300℉(705℃)보다 낮으며, 이를테면 약 1150℉(620℃)보다 낮으며, 바람직하게는 약 1000℉(540℃)보다 낮다.

Claims (25)

  1. 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법으로서,
    (a) 중질 탄화수소 공급원료를 가열하는 단계;
    (b) 상기 중질 탄화수소 공급원료를 유체와 혼합하여 혼합물 스트림을 형성하는 단계;
    (c) 복사 영역과 대류 영역을 포함하되, 대류 영역은 제1 대류 영역 튜브 뱅크, 제2 대류 영역 튜브 뱅크 및 제3 대류 영역 튜브 뱅크를 포함하며, 연도 기체가 상기 복사 영역으로부터 상기 대류 영역으로 흐르는 열분해 퍼니스에서 제1 대류 영역 튜브 뱅크내의 연도 기체와의 간접 접촉에 의해, 상기 혼합물 스트림을 가열하는 단계;
    (d) 상기 혼합물 스트림을 플래싱하여 증기 상 및 액체 상을 형성하는 단계;
    (e) 플래시/분리기 용기에서 상기 액체 상을 제거하는 단계;
    (f) 상기 열분해 퍼니스의 복사 영역에서 상기 증기 상을 분해하여 올레핀을 포함하는 유출물을 생성하는 단계;
    (g) 전달 라인 교환기를 사용하여 상기 유출물을 켄칭하여 고압 스팀을 생성하는 단계; 및
    (h) 상기 열분해 퍼니스의 상기 복사 영역을 떠나는 연도 기체가 상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크와 접촉하기에 앞서 상기 제3 대류 영역 튜브 뱅크와 접촉하도록 배치된 상기 제3 대류 영역 튜브 뱅크에서 상기 고압 스팀을 과열하는 단계를 포함하며,
    상기 중질 탄화수소 공급원료와 혼합되는 상기 유체의 양이 적어도 하나의 선택된 작동 파라미터에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 작동 파라미터가 상기 혼합물 스트림이 플래시되기 전의 상기 혼합물 스트림의 온도임을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 작동 파라미터가 상기 플래시/분리기 용기의 압력, 상기 플래시/분리기 용기의 온도, 상기 혼합물 스트림의 유량, 및 상기 퍼니스의 상기 연도 기체 내의 과잉 산소 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중질 탄화수소 공급원료가, 스팀 분해된 경유 및 잔류물, 경유, 난방유, 분사 연료, 디젤, 등유, 가솔린, 코커 나프타, 스팀 분해된 나프타, 촉매 분해된 나프타, 수소분해물(hydrocrackate), 리포메이트(reformate), 라피네이트 리포메이트(raffinate reformate), 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 액체, 피셔-트롭쉬 기체, 천연 가솔린, 증류액, 버진(virgin) 나프타, 원유, 대기 파이프스틸(pipestill) 앙금, 앙금을 포함하는 진공 파이프스틸 스트림, 경유 응축물에 이르는 넓은 비등 범위의 나프타, 정제소로부터의 비-버진(non-virgin) 중질 탄화수소 스트림, 진공 경유, 중질 경유, 원유로 오염된 나프타, 대기 잔류물, 중질 잔류물, C4/잔류물 혼합물, 나프타/잔류물 혼합물, 경유/잔류물 혼합물 및 원유 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중질 탄화수소 공급원료를 상기 유체와 혼합하기 전에 상기 열분해 퍼니스의 제1 대류 영역 튜브 뱅크내의 연도 기체와의 간접 접촉에 의해 가열하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체가 탄화수소 및 물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크로 들어가는 상기 연도 기체의 온도가 약 1500℉(약 815℃) 미만인 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 대류 영역 튜브 뱅크로 들어가는 상기 연도 기체의 온도가 약 1000℉(약 540℃) 미만인 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 혼합물 스트림을 플래싱하기 전에 상기 중질 탄화수소 공급원료 또는 상기 혼합물 스트림을 일차 희석 스팀 스트림과 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 일차 희석 스팀 스트림을 상기 열분해 퍼니스의 대류 영역에서 가열하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    이차 희석 스팀 스트림을 상기 열분해 퍼니스의 상기 제2 대류 영역 튜브 뱅크에서 가열하며, 이어서 상기 이차 희석 스팀 스트림의 적어도 일부를 상기 혼합물 스트림을 플래싱하기 전에 상기 혼합물 스트림과 혼합하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이차 희석 스팀 스트림을 과열하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (d)에서 플래싱하기 전에 상기 혼합물 스트림의 온도가 약 600 내지 약 1000℉(약 315 내지 약 540℃)인 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 혼합물 스트림을 약 40 내지 약 200 psia의 압력에서 플래시하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 (d)가 상기 혼합물 스트림의 약 50 내지 약 98 퍼센트를 증기 상으로 플래싱하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 증기 상을 단계 (f)에 앞서 상기 열분해 퍼니스의 제4 대류 영역 튜브 뱅크에서 상기 플래시 온도보다 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    이차 희석 스팀 스트림을 상기 열분해 퍼니스의 제2 대류 영역 튜브 뱅크에서 가열하며, 이어서 상기 이차 희석 스팀 스트림의 적어도 일부를 단계 (f) 전에 상기 증기 상과 혼합하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고압 스팀을 약 1100℉(약 590℃) 미만의 온도로 과열하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 고압 스팀을 약 850 내지 약 950℉(약 455 내지 약 510℃)의 온도로 과열하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제3 대류 영역 튜브 뱅크를 떠나는 상기 고압 스팀을 원하는 온도로 유지하기 위해 중간 과열저감기를 사용하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 제4 대류 영역 튜브 뱅크가 상기 퍼니스의 복사 영역을 떠나는 연도 기체에 의해 처음으로 접촉하는 상기 대류 영역 튜브 뱅크임을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 열분해 퍼니스의 상기 복사 영역을 떠나는 상기 연도 기체가 제4, 제3, 제2 및 제1 대류 영역 튜브 뱅크들과 이 순서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 중질 탄화수소 공급원료의 분해 방법.
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Families Citing this family (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7311746B2 (en) * 2004-05-21 2007-12-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Vapor/liquid separation apparatus for use in cracking hydrocarbon feedstock containing resid
US7408093B2 (en) 2004-07-14 2008-08-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for reducing fouling from flash/separation apparatus during cracking of hydrocarbon feedstocks
US7358413B2 (en) * 2004-07-14 2008-04-15 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for reducing fouling from flash/separation apparatus during cracking of hydrocarbon feedstocks
US7220887B2 (en) 2004-05-21 2007-05-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and apparatus for cracking hydrocarbon feedstock containing resid
US7247765B2 (en) * 2004-05-21 2007-07-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Cracking hydrocarbon feedstock containing resid utilizing partial condensation of vapor phase from vapor/liquid separation to mitigate fouling in a flash/separation vessel
US8173854B2 (en) * 2005-06-30 2012-05-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Steam cracking of partially desalted hydrocarbon feedstocks
US7374664B2 (en) * 2005-09-02 2008-05-20 Equistar Chemicals, Lp Olefin production utilizing whole crude oil feedstock
US8696888B2 (en) * 2005-10-20 2014-04-15 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon resid processing
US7550642B2 (en) * 2006-10-20 2009-06-23 Equistar Chemicals, Lp Olefin production utilizing whole crude oil/condensate feedstock with enhanced distillate production
US7740751B2 (en) 2006-11-09 2010-06-22 Uop Llc Process for heating a stream for a hydrocarbon conversion process
US7560019B2 (en) * 2006-12-05 2009-07-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. System and method for extending the range of hydrocarbon feeds in gas crackers
US7998281B2 (en) * 2006-12-05 2011-08-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Apparatus and method of cleaning a transfer line heat exchanger tube
US7582201B2 (en) * 2006-12-05 2009-09-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Controlling tar by quenching cracked effluent from a liquid fed gas cracker
US8118996B2 (en) 2007-03-09 2012-02-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Apparatus and process for cracking hydrocarbonaceous feed utilizing a pre-quenching oil containing crackable components
US8158840B2 (en) * 2007-06-26 2012-04-17 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and apparatus for cooling liquid bottoms from vapor/liquid separator during steam cracking of hydrocarbon feedstocks
US7404889B1 (en) * 2007-06-27 2008-07-29 Equistar Chemicals, Lp Hydrocarbon thermal cracking using atmospheric distillation
US20090022635A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-22 Selas Fluid Processing Corporation High-performance cracker
US7858834B2 (en) * 2007-08-17 2010-12-28 Equistar Chemicals, Lp Olefin production utilizing a feed containing condensate and crude oil
US20090050530A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Spicer David B Process and Apparatus for Steam Cracking Hydrocarbon Feedstocks
US20090301935A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-10 Spicer David B Process and Apparatus for Cooling Liquid Bottoms from Vapor-Liquid Separator by Heat Exchange with Feedstock During Steam Cracking of Hydrocarbon Feedstocks
US8864977B2 (en) 2008-07-11 2014-10-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the on-stream decoking of a furnace for cracking a hydrocarbon feed
US8684384B2 (en) 2009-01-05 2014-04-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for cracking a heavy hydrocarbon feedstream
US8057663B2 (en) 2009-05-29 2011-11-15 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method and apparatus for recycle of knockout drum bottoms
US9458390B2 (en) * 2009-07-01 2016-10-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and system for preparation of hydrocarbon feedstocks for catalytic cracking
US8882991B2 (en) 2009-08-21 2014-11-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and apparatus for cracking high boiling point hydrocarbon feedstock
JP5437880B2 (ja) * 2010-03-30 2014-03-12 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 芳香族化合物及びオレフィン類の製造方法
SG186168A1 (en) * 2010-07-30 2013-01-30 Exxonmobil Chem Patents Inc Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent
US9296955B2 (en) 2010-09-20 2016-03-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and apparatus for co-production of olefins and electric power
US8658019B2 (en) * 2010-11-23 2014-02-25 Equistar Chemicals, Lp Process for cracking heavy hydrocarbon feed
US8658022B2 (en) * 2010-11-23 2014-02-25 Equistar Chemicals, Lp Process for cracking heavy hydrocarbon feed
US9181146B2 (en) 2010-12-10 2015-11-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the production of xylenes and light olefins
SG10201606308QA (en) 2011-08-31 2016-09-29 Exxonmobil Chem Patents Inc Preheating feeds to hydrocarbon pyrolysis products hydroprocessing
CN103764798B (zh) 2011-08-31 2015-11-25 埃克森美孚化学专利公司 提质烃热解产物
CA2843515C (en) 2011-08-31 2016-11-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydroprocessed product
EP2751234B1 (en) 2011-08-31 2016-11-16 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Upgrading hydrocarbon pyrolysis products by hydroprocessing
WO2013142623A1 (en) 2012-03-20 2013-09-26 Saudi Arabian Oil Company Steam cracking process and system with integral vapor-liquid separation
US9181147B2 (en) 2012-05-07 2015-11-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the production of xylenes and light olefins
US8921633B2 (en) 2012-05-07 2014-12-30 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the production of xylenes and light olefins
US8937205B2 (en) 2012-05-07 2015-01-20 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the production of xylenes
US9260357B2 (en) 2012-07-06 2016-02-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon conversion process
WO2014102286A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene and ethylene from fischer-tropsch derived gas oil
WO2014102285A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene and ethylene from fischer-tropsch derived kerosene
WO2014102287A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene and ethylene from fischer-tropsch derived gas oil
EP2818220A1 (en) 2013-06-25 2014-12-31 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Process stream upgrading
US20140357923A1 (en) 2013-05-28 2014-12-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Vapor-Liquid Separation
EP3137584A2 (en) 2014-04-30 2017-03-08 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Upgrading hydrocarbon pyrolysis products
US9809756B2 (en) 2014-05-30 2017-11-07 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Upgrading pyrolysis tar
CN106232778B (zh) 2014-06-20 2018-06-01 埃克森美孚化学专利公司 使用再循环产物的热解焦油提质
SG11201610863YA (en) 2014-08-28 2017-01-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc Process and apparatus for decoking a hydrocarbon steam cracking furnace
US10336945B2 (en) 2014-08-28 2019-07-02 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and apparatus for decoking a hydrocarbon steam cracking furnace
CN105622309B (zh) * 2014-10-27 2018-04-10 中国石油化工股份有限公司 一种生产低碳烯烃的方法
CN105622310B (zh) * 2014-10-27 2018-04-10 中国石油化工股份有限公司 一种生产低碳烯烃和芳烃的方法
US9637694B2 (en) 2014-10-29 2017-05-02 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Upgrading hydrocarbon pyrolysis products
WO2016099787A1 (en) 2014-12-17 2016-06-23 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Methods and systems for treating a hydrocarbon feed
US10294432B2 (en) 2015-06-26 2019-05-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Steam cracker product fractionation
WO2017105580A1 (en) 2015-12-18 2017-06-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Methods for optimizing petrochemical facilities through stream transferal
WO2017196621A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Uop Llc Reforming process with improved heater integration
CN107880217B (zh) * 2016-09-30 2019-12-24 中国石油化工股份有限公司 一种加工丁烷的方法和装置
CN109694730B (zh) * 2017-10-24 2022-01-04 中国石油化工股份有限公司 一种原油裂解制备低碳烯烃的方法及装置
CN112154197A (zh) 2018-04-18 2020-12-29 埃克森美孚化学专利公司 加工裂解焦油颗粒
SG11202104696PA (en) 2018-11-07 2021-06-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc Process for c5+ hydrocarbon conversion
WO2020096974A1 (en) 2018-11-07 2020-05-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for c5+ hydrocarbon conversion
US11643608B2 (en) * 2018-11-07 2023-05-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for C5+ hydrocarbon conversion
US20220098495A1 (en) 2019-01-30 2022-03-31 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and System for Processing Asphaltenes-Rich Feed
SG11202107963RA (en) 2019-02-15 2021-08-30 Exxonmobil Chemical Patents Inc Coke and tar removal from a furnace effluent
WO2020191253A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes for on-stream steam decoking
US11072749B2 (en) 2019-03-25 2021-07-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and system for processing petroleum feed
WO2020252007A1 (en) 2019-06-12 2020-12-17 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for c3+ monoolefin conversion
WO2020263648A1 (en) 2019-06-24 2020-12-30 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Desalter configuration integrated with steam cracker
US20220267680A1 (en) 2019-07-24 2022-08-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and Systems for Fractionating a Pyrolysis Effluent
CN112538366A (zh) * 2019-09-23 2021-03-23 中国石化工程建设有限公司 一种乙烯裂解炉和乙烯裂解方法
CN114929840A (zh) 2019-11-01 2022-08-19 埃克森美孚化学专利公司 猝灭热解流出物的方法和系统
US11066605B2 (en) 2019-11-12 2021-07-20 Saudi Arabian Oil Company Systems and methods for catalytic upgrading of vacuum residue to distillate fractions and olefins
US11066606B2 (en) 2019-11-12 2021-07-20 Saudi Arabian Oil Company Systems and methods for catalytic upgrading of vacuum residue to distillate fractions and olefins with steam
WO2021183580A1 (en) 2020-03-11 2021-09-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon pyrolysis of feeds containing sulfur
WO2021202009A1 (en) 2020-03-31 2021-10-07 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon pyrolysis of feeds containing silicon
WO2021216216A1 (en) 2020-04-20 2021-10-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon pyrolysis of feeds containing nitrogen
CN115667466A (zh) 2020-05-22 2023-01-31 埃克森美孚化学专利公司 焦油加氢处理用流体
WO2021257066A1 (en) 2020-06-17 2021-12-23 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon pyrolysis of advantaged feeds
US20240034703A1 (en) 2021-01-08 2024-02-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and Systems for Upgrading a Hydrocarbon
WO2022150218A1 (en) 2021-01-08 2022-07-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for removing coke particles from a pyrolysis effluent
EP4314200A1 (en) 2021-03-31 2024-02-07 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for upgrading a hydrocarbon
WO2022220996A1 (en) 2021-04-16 2022-10-20 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for analyzing a sample separated from a steam cracker effluent
WO2022225691A1 (en) 2021-04-19 2022-10-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for steam cracking hydrocarbon feeds
WO2023060036A1 (en) 2021-10-07 2023-04-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Pyrolysis processes for upgrading a hydrocarbon feed
WO2023060035A1 (en) 2021-10-07 2023-04-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Pyrolysis processes for upgrading a hydrocarbon feed
WO2023076809A1 (en) 2021-10-25 2023-05-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for steam cracking hydrocarbon feeds
CA3237753A1 (en) 2021-12-06 2023-06-15 Mark A. Rooney Processes and systems for steam cracking hydrocarbon feeds
WO2023107819A1 (en) 2021-12-09 2023-06-15 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Steam cracking a hydrocarbon feed comprising arsenic
TW202342706A (zh) * 2022-03-22 2023-11-01 美商魯瑪斯科技有限責任公司 用於烯烴生產之低二氧化碳排放及氫氣輸入裂解加熱器
WO2023249798A1 (en) 2022-06-22 2023-12-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and systems for fractionating a pyrolysis effluent
CN117487587A (zh) * 2022-07-25 2024-02-02 中国石油化工股份有限公司 一种重质烃蒸汽裂解产生烯烃的方法和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900018334A (ko) * 1989-05-16 1990-12-21 로버트 에스. 알렉산더 분리가능한 촉매와 흡착매 입자들의 혼합물을 사용하는 탄화수소 원료의 유동층 접촉 분해법 및 장치
KR19990062881A (ko) * 1997-12-08 1999-07-26 앙드레프 프랑스와 촉매 및 흡착제의 재생 방법
KR20020059669A (ko) * 1999-11-22 2002-07-13 알시 펜타 제올리테 게엠베하 결정질 다공성 실리케이트의 딴 자리 고체-상 인 활성화제및 이의 용도

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1053751A (ko) 1900-01-01
GB199766A (en) 1922-02-27 1923-06-27 Richard Wright Hanna Process for the continuous production of low boiling point hydrocarbons from petroleum oils
US1936699A (en) 1926-10-18 1933-11-28 Gyro Process Co Apparatus and process for treating hydrocarbon oils
US2091261A (en) 1929-04-17 1937-08-31 Universal Oil Prod Co Process for hydrocarbon oil conversion
US1984569A (en) 1932-03-12 1934-12-18 Alco Products Inc Vapor phase cracking process
US2158425A (en) 1936-01-04 1939-05-16 Union Oil Co Vacuum steam distillation of heavy oils
DE1093351B (de) 1958-06-09 1960-11-24 Exxon Research Engineering Co Verfahren zur Verhuetung von Feststoffverlusten und Verstopfung der Leitungen bei der thermischen Umwandlung eines Kohlenwasserstoffoeles in normalerweise gasfoermige, ungesaettigte Kohlenwasserstoffe
US3341429A (en) 1962-04-02 1967-09-12 Carrier Corp Fluid recovery system with improved entrainment loss prevention means
DE1468183A1 (de) 1963-04-18 1969-05-29 Lummus Co Verfahren zur Erzeugung von ungesaettigten Kohlenwasserstoffen durch Pyrolyse
US3291573A (en) 1964-03-03 1966-12-13 Hercules Inc Apparatus for cracking hydrocarbons
FR1472280A (fr) 1965-02-23 1967-03-10 Exxon Research Engineering Co Procédé de désulfuration d'un mélange d'hydrocarbures
NL6602260A (ko) 1965-02-23 1966-08-24
DE1461452C3 (de) * 1965-06-25 1975-07-10 Passavant-Werke Michelbacher Huette, 6209 Aarbergen Verfahren und Vorrichtung zum Filtrieren
US3492795A (en) 1965-08-06 1970-02-03 Lummus Co Separation of vapor fraction and liquid fraction from vapor-liquid mixture
NL6802193A (ko) 1967-02-23 1968-08-26
ES348993A1 (es) 1967-04-26 1969-04-01 Continental Oil Co Proceso para mejorar la calidad de un aceite hidrocarburo de baja calidad para negro de carbon.
NL6814184A (ko) 1967-10-07 1969-04-09
US3487006A (en) 1968-03-21 1969-12-30 Lummus Co Direct pyrolysis of non-condensed gas oil fraction
US3617493A (en) 1970-01-12 1971-11-02 Exxon Research Engineering Co Process for steam cracking crude oil
US3677234A (en) 1970-01-19 1972-07-18 Stone & Webster Eng Corp Heating apparatus and process
NL7410163A (en) 1974-07-29 1975-04-29 Shell Int Research Middle distillates and low-sulphur residual fuel prodn. - from high-sulphur residua, by distn., thermal cracking and hydrodesulphurisation
US3900300A (en) 1974-10-19 1975-08-19 Universal Oil Prod Co Vapor-liquid separation apparatus
US4199409A (en) 1977-02-22 1980-04-22 Phillips Petroleum Company Recovery of HF from an alkylation unit acid stream containing acid soluble oil
GB2006259B (en) 1977-10-14 1982-01-27 Ici Ltd Hydrocarbon conversion
GB2012176B (en) 1977-11-30 1982-03-24 Exxon Research Engineering Co Vacuum pipestill operation
DE2854061A1 (de) 1978-12-14 1980-07-03 Linde Ag Verfahren zum vorwaermen von kohlenwasserstoffen vor deren thermischer spaltung
US4300998A (en) 1979-10-02 1981-11-17 Stone & Webster Engineering Corp. Pre-heat vaporization system
US4264432A (en) 1979-10-02 1981-04-28 Stone & Webster Engineering Corp. Pre-heat vaporization system
US4311580A (en) 1979-11-01 1982-01-19 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Selective vaporization process and dynamic control thereof
US4321130A (en) * 1979-12-05 1982-03-23 Exxon Research & Engineering Co. Thermal conversion of hydrocarbons with low energy air preheater
GB2072216A (en) 1980-03-18 1981-09-30 British Gas Corp Treatment of hydrocarbon feedstocks
US4364432A (en) * 1980-09-15 1982-12-21 Hughes Tool Company Seal assembly
GB2096907A (en) 1981-04-22 1982-10-27 Exxon Research Engineering Co Distillation column with steam stripping
US4444697A (en) 1981-05-18 1984-04-24 Exxon Research & Engineering Co. Method and apparatus for cooling a cracked gas stream
DE3173374D1 (en) 1981-09-08 1986-02-13 Dow Chemical Nederland Process and apparatus for cracking hydrocarbon; mixing device; apparatus and process for producing superheated steam; radiation block structure
US4543177A (en) 1984-06-11 1985-09-24 Allied Corporation Production of light hydrocarbons by treatment of heavy hydrocarbons with water
US4615795A (en) 1984-10-09 1986-10-07 Stone & Webster Engineering Corporation Integrated heavy oil pyrolysis process
US4732740A (en) 1984-10-09 1988-03-22 Stone & Webster Engineering Corporation Integrated heavy oil pyrolysis process
US4854944A (en) 1985-05-06 1989-08-08 Strong William H Method for gasifying toxic and hazardous waste oil
US4714109A (en) 1986-10-03 1987-12-22 Utah Tsao Gas cooling with heat recovery
US4723740A (en) * 1986-12-24 1988-02-09 Richard Courtemanche Support hook for plastic bag
SU1491552A1 (ru) 1987-03-09 1989-07-07 Уфимский Нефтяной Институт Колонна
US4840725A (en) 1987-06-19 1989-06-20 The Standard Oil Company Conversion of high boiling liquid organic materials to lower boiling materials
JPH0819420B2 (ja) 1988-09-05 1996-02-28 三井石油化学工業株式会社 低品位原料の分解処理方法
US4954247A (en) 1988-10-17 1990-09-04 Exxon Research And Engineering Company Process for separating hydrocarbons
US5190634A (en) 1988-12-02 1993-03-02 Lummus Crest Inc. Inhibition of coke formation during vaporization of heavy hydrocarbons
JPH02245235A (ja) * 1989-03-16 1990-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 熱分解ガス冷却のための熱交換方法および熱交換器
MY105190A (en) 1989-09-18 1994-08-30 Lummus Crest Inc Production of olefins by pyrolysis of a hydrocarbon feed
US5096567A (en) 1989-10-16 1992-03-17 The Standard Oil Company Heavy oil upgrading under dense fluid phase conditions utilizing emulsified feed stocks
US5120892A (en) 1989-12-22 1992-06-09 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for pyrolytically cracking hydrocarbons
JP3111491B2 (ja) 1990-06-29 2000-11-20 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化用触媒
DE4105095A1 (de) * 1991-02-19 1992-08-20 Linde Ag Verfahren zur prozesssteuerung in spaltoefen zur olefinherstellung
CN1030313C (zh) * 1992-07-16 1995-11-22 中国石油化工总公司 重质烃类直接转化制取乙烯的方法
FR2710070A1 (fr) 1993-09-17 1995-03-24 Procedes Petroliers Petrochim Procédé et dispositif de vapocraquage d'une charge légère et d'une charge lourde.
US5468367A (en) 1994-02-16 1995-11-21 Exxon Chemical Patents Inc. Antifoulant for inorganic fouling
DE19600684A1 (de) 1995-02-17 1996-08-22 Linde Ag Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffen und Vorrichtung
WO1997029728A1 (fr) * 1996-02-14 1997-08-21 Celcom, Inc. Appareil de massage de type lit a eau
US5910440A (en) 1996-04-12 1999-06-08 Exxon Research And Engineering Company Method for the removal of organic sulfur from carbonaceous materials
FR2750140B1 (fr) * 1996-06-25 1998-08-07 Inst Francais Du Petrole Installation de vapocraquage avec moyens de protection contre l'erosion
US6210561B1 (en) 1996-08-15 2001-04-03 Exxon Chemical Patents Inc. Steam cracking of hydrotreated and hydrogenated hydrocarbon feeds
US6190533B1 (en) 1996-08-15 2001-02-20 Exxon Chemical Patents Inc. Integrated hydrotreating steam cracking process for the production of olefins
ZA989153B (en) 1997-10-15 1999-05-10 Equistar Chem Lp Method of producing olefins and feedstocks for use in olefin production from petroleum residua which have low pentane insolubles and high hydrogen content
US6093310A (en) 1998-12-30 2000-07-25 Exxon Research And Engineering Co. FCC feed injection using subcooled water sparging for enhanced feed atomization
US6123830A (en) 1998-12-30 2000-09-26 Exxon Research And Engineering Co. Integrated staged catalytic cracking and staged hydroprocessing process
US20010016673A1 (en) 1999-04-12 2001-08-23 Equistar Chemicals, L.P. Method of producing olefins and feedstocks for use in olefin production from crude oil having low pentane insolubles and high hydrogen content
US6179997B1 (en) 1999-07-21 2001-01-30 Phillips Petroleum Company Atomizer system containing a perforated pipe sparger
MXPA02007325A (es) 2000-01-28 2002-12-09 Stone & Webster Eng Corp Horno para pirolisis de multiples zonas.
US6632351B1 (en) 2000-03-08 2003-10-14 Shell Oil Company Thermal cracking of crude oil and crude oil fractions containing pitch in an ethylene furnace
US6376732B1 (en) 2000-03-08 2002-04-23 Shell Oil Company Wetted wall vapor/liquid separator
US7138047B2 (en) 2002-07-03 2006-11-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for steam cracking heavy hydrocarbon feedstocks
US7097758B2 (en) 2002-07-03 2006-08-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Converting mist flow to annular flow in thermal cracking application
AU2003247756A1 (en) 2002-07-03 2004-01-23 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for steam cracking heavy hydrocarbon feedstocks
US7090765B2 (en) 2002-07-03 2006-08-15 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for cracking hydrocarbon feed with water substitution
US6743961B2 (en) 2002-08-26 2004-06-01 Equistar Chemicals, Lp Olefin production utilizing whole crude oil
US7019187B2 (en) 2002-09-16 2006-03-28 Equistar Chemicals, Lp Olefin production utilizing whole crude oil and mild catalytic cracking
US6979757B2 (en) 2003-07-10 2005-12-27 Equistar Chemicals, Lp Olefin production utilizing whole crude oil and mild controlled cavitation assisted cracking
US7247765B2 (en) 2004-05-21 2007-07-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Cracking hydrocarbon feedstock containing resid utilizing partial condensation of vapor phase from vapor/liquid separation to mitigate fouling in a flash/separation vessel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900018334A (ko) * 1989-05-16 1990-12-21 로버트 에스. 알렉산더 분리가능한 촉매와 흡착매 입자들의 혼합물을 사용하는 탄화수소 원료의 유동층 접촉 분해법 및 장치
KR19990062881A (ko) * 1997-12-08 1999-07-26 앙드레프 프랑스와 촉매 및 흡착제의 재생 방법
KR20020059669A (ko) * 1999-11-22 2002-07-13 알시 펜타 제올리테 게엠베하 결정질 다공성 실리케이트의 딴 자리 고체-상 인 활성화제및 이의 용도

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국공개특허공보 특1990-0018334
한국공개특허공보 특1999-0062881
한국공개특허공보 특2002-0059669

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