KR101917970B1 - 열 분해 반응기 내에서 올레핀을 생성하기 위하여 원유 및 중질 원료의 열 분해 - Google Patents

열 분해 반응기 내에서 올레핀을 생성하기 위하여 원유 및 중질 원료의 열 분해 Download PDF

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Abstract

예를 들어, 전체 원유와 같은, 450℃, 500℃ 또는 심지어 550℃보다 큰 정상 비등 온도를 갖는 화합물을 포함하는 혼합물과 같은 탄화수소 혼합물을 효율적으로 분해하기 위한 시스템 및 공정이 개시된다.

Description

열 분해 반응기 내에서 올레핀을 생성하기 위하여 원유 및 중질 원료의 열 분해{THERMAL CRACKING OF CRUDES AND HEAVY FEEDS TO PRODUCE OLEFINS IN PYROLYSIS REACTORS}
본 명세서에 개시된 실시예는 일반적으로 올레핀을 생성하기 위한, 전체 원유 또는 다른 탄화수소 혼합물과 같은 탄화수소 혼합물의 열 분해에 관한 것이다.
반응기가 상당히 급속하게 코크스를 만듦에 따라 올레핀을 생성하기 위하여 550℃ 이상의 최종 비등점을 갖는 탄화수소 혼합물은 일반적으로 열분해 반응기에서 직접 처리되지 못한다. 반응 조건을 제한하는 것은 파울링(fouling) 경향을 감소시킬 수 있지만, 덜 가혹한 조건은 수율의 상당한 손실을 초래한다.
본 기술 분야에서의 일반적인 합의는 넓은 비등 범위를 갖는 탄화수소 혼합물 및/또는 높은 최종 비등점을 갖는 탄화수소가 가스/경질 탄화수소, 나프타 범위 탄화수소, 경유 등으로의 탄화수소의 초기 분리 및 그 후 개별 분해로에서와 같은 이들 분획물(fractions)을 위한 특정 조건 하에서 각 분획물을 분해하는 것을 필요로 한다는 것이다. 증류 컬럼을 통하는 것과 같은 분획 및 별도의 공정은 자본 및 에너지 집약적일 수 있는 반면에, 분획물의 분리된 그리고 개별적인 처리는 공정 제어 및 수율에 대해 가장 큰 이점을 제공한다고 일반적으로 믿어진다.
고비등 코크스 전구체를 함유하는 전체 원유 및 다른 탄화수소 혼합물을 유연하게 처리하기 위하여 공정이 개발되고 있다. 본 발명의 실시예는 분해 공정 동안에 높은 가혹 조건에서도 코킹 및 파울링을 유리하게 감소시킬 수 있고 사전 분획 및 개별 공정과 관련된 자본 및 에너지 요구를 현저하게 감소시키면서 바람직한 수율을 달성할 수 있다.
한 양태에서, 본원에 개시된 실시예는 올레핀을 생성하기 위하여 탄화수소 혼합물을 열적으로 분해하기 위한 공정에 관한 것이다. 본 공정은 탄화수소 혼합물을 가열하여 탄화수소 혼합물 내의 탄화수소의 일 부분을 기화시키는 것을 포함할 수 있다. 가열된 탄화수소 혼합물은 그 후 제1 분리기에서 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리될 수 있다. 제1 액체 분획물은 열분해 반응기의 대류 구역 내에서 가열되어 제1 액체 분획물의 내의 탄화수소의 일부를 기화시킬 수 있고 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 형성할 수 있다. 제2 가열된 탄화수소 혼합물은 그 후 제2 분리기에서 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리될 수 있다. 스팀은 제1 증기 분획물과 혼합될 수 있으며, 결과적인 혼합물은 대류 구역에서 가열될 수 있고 탄화수소의 분해를 위하여 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1 복사 코일로 공급되어 올레핀을 생성할 수 있다. 제2 증기 분획물은 또한 스팀과 혼합될 수 있고, 대류 구역에서 과열될 수 있으며 부가적인 올레핀의 생성을 위하여 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제2 복사 코일로 공급될 수 있다.
다른 양태에서, 본원에 개시된 실시예는 올레핀을 생성하기 위하여 탄화수소 화합물을 열적으로 분해하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 시스템은 복사 구역과 대류 구역을 포함하는 열분해 반응기 및 히터를 포함할 수 있다. 본 시스템은 또한 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하는 히터 내에서 탄화수소 혼합물을 가열하기 위한 제1 간접 열교환 코일; 가열된 탄화수소 혼합물을 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하기 위한 제1 분리기; 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 생성하는 대류 구역 내에서 제1 액체 분획물을 가열하기 위한 제2 간접 열교환 코일; 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하기 위한 제2 분리기; 대류 구역에서 제1 및 제2 증기 분획물을 각각 과열시키기 위한 제3 및 제4 간접 열교환 코일; 과열된 제1 증기 분획물 내의 탄화수소를 열적으로 분해하기 위한, 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1 복사 코일; 및 과열된 제2 증기 분획물 내의 탄화수소를 열적으로 분해하기 위한, 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제2 복사 코일을 포함한다.
본 명세서 내의 실시예에 따른, 올레핀을 생성하기 위하여 탄화수소 혼합물을 분해하는 시스템은 따라서 히터 및 복사 구역과 대류 구역을 갖는 열분해 반응기를 포함할 수 있다. 히터는 유입구와 배출구를 갖는 제1 간접 열교환 코일을 포함한다. 유입구는 탄화수소 혼합물 원에 유체적으로 연결될 수 있으며, 배출구는 제1 분리기에 유체적으로 연결될 수 있다. 제1 분리기는 증기 배출구와 액체 배출구를 포함할 수 있으며, 예를 들어 히터로부터의 가열된 탄화수소를 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하기 위하여 사용될 수 있다. 열분해 반응기는 대류 구역 내의 다수의 간접 열교환 코일뿐만 아니라 복사 구역 내의 다수의 간접 열교환 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 간접 열교환 코일은 제1 분리기의 유체 배출구에 유체적으로 연결된 유입구 및 제2 분리기의 유입구에 유체적으로 연결된 배출구를 포함할 수 있다. 제2 분리기는 또한 증기 배출구와 액체 배출구를 가질 수 있다. 제3 및 제4 간접 열교환 코일 각각은 유입구와 배출구를 포함할 수 있으며, 이 유입구들은 제1 분리기의 증기 배출구 그리고 제2 분리기의 증기 배출구에 각각 유체적으로 연결될 수 있다. 제3 및 제4 간접 열교환 코일은 예를 들어 열분해 히터의 대류 구역 내의 증기 분획물을 각각 과열시키기 위하여 사용될 수 있다. 제3 및 제4 간접 열교환 코일의 배출구들은 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1 복사 코일의 유입구와 제2 복사 코일에 각각 유체적으로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 복사 코일 각각은 또한 배출구를 포함할 수 있다. 복사 코일은, 예를 들어 과열된 증기 분획물 내의 탄화수소를 열적으로 분해하기 위하여 그리고 추가 처리를 위한 분해된 생성물의 회수를 허용하도록 사용될 수 있다.
다른 양태에서, 본 명세서 개시된 실시예는 올레핀을 생성하기 위하여, 나프타 범위 탄화수소로부터 끓는 탄화수소를 포함하는 탄화수소 혼합물을 550℃보다 큰 온도에서 끓는 탄화수소로 열적으로 분해하기 위한 공정에 관한 것이다. 본 공정은 열분해 반응기의 대류 구역에서 탄화수소 혼합물을 가열하여 탄화수소 혼합물 내의 탄화수소의 일부를 기화시키고 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하고; 가열된 탄화수소 혼합물을 제1 분리기 내에서 나프타 범위 탄화수소를 포함하는 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하며; 제1 액체 분획물을 스팀과 혼합하여 제1 스팀/오일 혼합물을 형성하고; 열분해 반응기의 대류 구역 내에서 제1 스팀/오일 혼합물을 가열하여 제1 스팀/오일 혼합물 내의 탄화수소의 일부를 기화시키고 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하며; 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 제2 분리기에서 경유 범위 탄화수소를 포함하는 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하고; 스팀을 제1 증기 분획물과 혼합하고, 결과적인 혼합물을 대류 구역에서 과열시키고, 그리고 과열 혼합물을 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1 복사 코일로 공급하며; 및 스팀을 제2 증기 분획물과 혼합하고, 결과적인 혼합물을 대류 구역에서 과열시키고, 그리고 과열 혼합물을 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제2 복사 코일로 공급하는 것을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 명세서에 개시된 실시예는 올레핀을 형성하기 위하여 탄화수소를 분해하는 시스템에 관한 것이다. 본 시스템은 복사 구역과 대류 구역을 포함하는 제1 히터; 복사 구역과 대류 구역을 포함하는 하나 이상의 제2 히터; 혼합된 탄화수소 공급물을 부분적으로 기화시키기 위하여 제1 히터의 대류 구역 내에 배치된 제1 가열 코일; 부분적으로 기화된 혼합 탄화수소 공급물을 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하기 위한 제1 분리 시스템; 제1 액체 분획물을 부분적으로 기화시키기 위하여 제1 히터의 대류 구역 내에 배치된 제2 가열 코일; 부분적으로 기화된 제1 액체 분획물을 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하기 위한 제2 분리 시스템; 제2 액체 분획물을 부분적으로 기화시키기 위하여 제1 히터의 대류 구역 내에 배치된 제3 가열 코일; 부분적으로 기화된 제2 액체 분획물을 제3 증기 분획물과 제3 액체 분획물로 분리하기 위한 제3 분리 시스템; 올레핀을 형성하도록 제1 증기 분획물을 분해하기 위하여 하나 이상의 제2 히터 중 한 히터의 복사 구역 내에 배치된 제1 복사 코일; 및 올레핀을 형성하도록 제2 증기 분획물을 분해하기 위하여 하나 이상의 제2 히터 중 한 히터의 복사 구역 내에 배치된 제2 복사 코일을 포함할 수 있다.
본 명세서 내의 다양한 실시예에 따른, 올레핀을 생성하기 위하여 탄화수소 혼합물을 분해하는 시스템은 따라서 복사 구역과 대류 구역을 갖는 제1 히터 및 복사 구역과 대류 구역을 갖는 하나 이상의 제2 히터를 포함할 수 있다. 제1 히터는 히터의 대류 구역 내에, 각각 유입구와 배출구를 갖는 다수의 간접 열교환 코일을 가질 수 있다. 제1 코일의 유입구는 예를 들어 탄화수소 혼합물 원에 유체적으로 연결될 수 있고 제1 코일의 배출구는 제1 분리기에 유체적으로 연결될 수 있다. 제2 코일의 유입구는 제1 분리기의 유체 배출구에 유체적으로 연결될 수 있고 제2 코일의 배출구는 제2 분리기에 유체적으로 연결될 수 있다. 제3 코일의 유입구는 제2 분리기의 유체 배출구에 유체적으로 연결될 수 있고 제3 코일의 배출구는 제3분리기에 유체적으로 연결될 수 있다. 하나 이상의 제2 히터는 각각의 복사 구역에, 각각 유입구와 배출구를 갖는 복사 코일들을 포함할 수 있다. 제1 복사 코일의 유입구는 제1 분리기의 증기 배출구에 유체적으로 연결될 수 있다. 제2 복사 코일의 유입구는 제2 분리기의 증기 배출구에 유체적으로 연결될 수 있다. 복사 코일은, 예를 들어 각 증기 분획물 내의 탄화수소를 분해하기 위하여 사용될 수 있으며, 배출구는 추가 처리를 위하여 분해된 생성물의 회수를 허용할 수 있다.
다른 양태에서, 본 명세서 개시된 실시예는 제1 히터 내에 제1 연도 가스를 생성시키고; 제2 히터 내에 제2 연도 가스를 생성시키며; 제1 히터의 대류 구역 내의 제1 연도 가스로부터 열을 회수하여, 그로 인하여 제2 연도 가스를 냉각시키고; 제2 히터의 대류 구역 내의 제2 연도 가스로부터 열을 회수하여, 그로 인하여 제2 연도 가스를 냉각시키며; 냉각된 제1 및 제2 연도 가스를 조합하여 조합된 연도 가스 스트림을 형성하고; 및 조합된 연도 가스 스트림으로부터 열을 회수하는 것을 포함하는 공정에 관한 것이다.
첨부된 도면에 도시된 공정 흐름도는 특정 원유 및 생성물 슬레이트를 위하여 약간 변경될 수 있다. 다른 양태 및 이점은 다음의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄화수소 혼합물을 분해하기 위한 시스템의 간략화된 공정 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄화수소 혼합물을 분해하기 위한 시스템의 간략화된 공정 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄화수소 혼합물을 분해하기 위한 시스템의 한 부분의 간략화된 공정 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄화수소 혼합물을 분해하기 위한 시스템에 유용한 중유 처리 시스템 (HOPS) 타워의 간략화된 공정 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 올레핀을 형성하기 위하여 분해될 수 있는 탄화수소 혼합물의 증류 곡선.
본 명세서에 개시된 실시예는 일반적으로 올레핀을 생성하기 위한, 전체 원유 또는 다른 탄화수소 혼합물과 같은 탄화수소 혼합물의 열 분해에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 개시된 실시예는 분해가 수행되고 있는 히터의 대류 부분으로부터 회수된 열을 이용한 탄화수소 혼합물의 효율적인 분리에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예에서 유용한 탄화수소 혼합물은 비등점 범위를 갖는 다양한 탄화수소 혼합물을 포함할 수 있으며, 여기서 혼합물의 최종 비등점은 450℃ 이상, 또는 예를 들어, 525℃, 550℃ 또는 575℃보다 큰 것과 같은 500℃ 이상일 수 있다. 550℃ 이상에서 끓는 탄화수소와 같은 고비등 탄화수소의 양은 0.1 중량%, 1 중량% 또는 2 중량% 정도로 작을 수 있지만, 10 중량%, 25 중량%, 50 중량% 또는 그 이상만큼 클 수 있다. 이 설명은 원유와 관련하여 설명되지만, 원유 및 응축물과 같은 임의의 고비등 종말점 탄화수소 혼합물이 사용될 수 있다. 하기의 예는 예시적인 목적을 위해 경질 아랍 원유 및 아그바미 원유에 대해 설명되지만, 본 출원의 범위는 이러한 원유에 한정되지 않는다. 본 명세서 내에 개시된 공정은 넓은 비등 곡선 그리고 500℃보다 높은 종말점을 갖는 원유, 응축물 및 탄화수소에 적용될 수 있다. 이러한 탄화수소 혼합물은 전체 원유, 버진 원유(virgin crudes), 수소 처리된 원유, 경유, 감압 경유, 가열 오일, 제트 연료, 디젤, 등유, 가솔린, 합성 나프타, 라피네이트 개질유, 피셔-트롭슈 액체, 피셔-트롭슈 가스, 천연 가솔린, 유출유, 버진 나프타, 천연가스 응축물, 대기 파이프스틸 바닥물(pipestill bottoms), 바닥물을 포함한 진공 파이프스틸 스트림, 경유 응축물에 대한 넓은 비등 범위 나프타, 정제 시설에서 나오는 중질 비-버진 탄화수소 스트림, 감압 경유, 중질 경유, 대기압 잔류물, 하이드로 크래커 왁스 및 피셔-트롭시 왁스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 탄화수소 혼합물은 나프타 범위 또는 그보다 작은 범위로부터 감압 경유 범위 또는 그보다 높은 범위까지에서 끓는 탄화수소를 포함할 수 있다. 원할 경우, 이 원료들은 본 명세서에 개시된 공정 상류의 황, 질소, 금속 및 콘라드슨 탄소의 일부를 제거하기 위해 전-처리될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 탄화수소 혼합물의 최종 비등점이 550℃ 이상인 것과 같이 높을 때, 탄화수소 혼합물은 열분해 반응기에서 직접 처리하여 올레핀을 생성할 수 없다. 이러한 중질 탄화수소의 존재는 반응기에서 코크스의 형성을 초래하며, 여기서 코킹(coking)은 대류 구역 예열 코일 또는 과열 코일 내, 또는 복사 코일 내 또는 전달 라인 교환기 중 하나 이상에서 발생할 수 있으며, 이러한 코킹은 몇 시간 이내와 같이 급격하게 일어날 수 있다. 전체 원유는 경제적이지 않기 때문에 상업적으로 분해되지 않는다. 전체 원유는 일반적으로 분획되며, 올레핀을 생성하기 위해 열분해 히터에서 특정 컷(cut)만이 사용된다. 나머지는 다른 공정에서 사용된다.
분해 반응은 자유 라디칼 메커니즘을 통하여 진행된다. 따라서, 고온에서 분해될 때 높은 에틸렌 수율이 달성될 수 있다. 부탄 그리고 펜탄과 같은 경질의 공급물은 높은 올레핀 수율을 얻기 위해 높은 반응기 온도를 필요로 한다. 경유 그리고 감압 경유(VGO)와 같은 중질 원료는 더 낮은 온도를 필요로 한다. 원유는 부탄에서 VGO 및 잔류물(정상 비등점이 550℃ 이상인 재료)로의 화합물 분포를 포함한다. 고온에서의 분리없이 전체 원유를 처리하는 것은 높은 수율의 코크스(높은 가혹도에서의 분해되는 탄화수소의 부산물)를 생성하고 반응기를 막는다. 열분해 반응기는 주기적으로 정지되어야 하며 코크스는 스팀/공기 탈탄소에 의하여 세척된다. 올레핀이 생성될 때 2개의 세척 주기 사이의 시간은 런 길이(run length)로 불린다. 분리 없이 원유가 분해될 때, 코크스는 (유체를 기화시키는) 대류 부분 코일 내, (올레핀 생성 반응이 일어나는) 복사 부분 내 및/또는 (반응이 냉각에 의하여 신속하게 중단되어 올레핀 수율을 보존하는) 전달 라인 교환기 내에서 침전될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 열분해 반응기 (또는 히터)의 대류 부분을 사용하여 원료 탄화수소 혼합물을 다양한 분획물로 예열하고 분리한다. 탄화수소 혼합물의 증발을 증가시키고 가열 및 분리 정도를 제어하기 위하여 스팀은 적절한 위치에 주입될 수 있다. 탄화수소의 기화는 비교적 낮은 온도에서 및/또는 단열적으로 발생하며, 따라서 대류 부분에서의 코킹이 억제될 것이다.
대류 부분은 전체 탄화수소 혼합물을 가열하여 증기-액체 혼합물을 형성하는데 사용될 수 있다. 증기상 탄화수소는 액체 탄화수소로부터 분리되고 분리된 증기만이 단일 히터의 하나 이상의 복사 셀 내의 복사 코일로 공급될 것이다.
원하는 경우, 탄화수소 혼합물을 2개 이상의 탄화수소 분획물로 분리하기 위하여 다수의 가열 및 분리 단계가 이용될 수 있다. 이는 각 컷(cut)의 분해를 최적으로 가능하게 하여 복사 코일 및 관련 하류 설비에서의 제한된 코킹 동안에 처리량, 스팀 대 오일 비율, 히터 유입구 및 배출구 온도 및 다른 변수는 원하는 생성물 프로파일과 같이 원하는 반응 결과를 이루도록 바람직한 수준에서 제어될 수 있다. 나머지 액체는 연료로 사용하기 위하여 제거될 수 있고 분해되지 않을 수 있다.
혼합물 내의 탄화수소의 비등점에 따라 다양한 컷이 분리되고 분해됨에 따라 복사 코일 및 전달 라인 교환기에서 코킹이 제어될 수 있다. 그 결과, 더 높은 올레핀 생성과 함께 히터의 런 길이(run length)는 수 시간이 아닌 수 주로 증가될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 550℃보다 높은 종말점을 갖는 원유 및/또는 중질 공급물은 현재 상류 증류 또는 다중 탄화수소 분획물로의 분획을 통한 것과 같이 이들을 분리하지 않고 성공적으로 그리고 경제적으로 분해될 수 없다. 대조적으로, 본 명세서 내의 실시예는 원유 분해를 위하여 다양한 탄화수소를 분리하기 위한 분리기의 제한적인 사용 또는 미사용을 제공하지 않는다. 본 명세서 내의 실시예는 자본 비용이 낮을 수 있고, 광범위한 분획을 필요로 하는 공정보다 적은 에너지를 필요로 할 수 있다. 또한, 본 명세서 내의 실시예는 대부분의 원유를 분해를 통하여 고수율의 올레핀으로 전환시키고, 덜 가치있는 고 비등점의 컷을 갖는 소량의 원유만 분해 없이 연료로 보내진다.
탄화수소 혼합물을 다양한 비등 분획물로 분리함으로써, 설비를 적절히 설계하고 작동 조건을 제어함으로써 각 부분에서의 코킹이 제어될 수 있다. 스팀이 존재할 때, 대류 부분에서 코킹(coking)없이 탄화수소 혼합물을 고온까지 가열할 수 있다. 부가적인 스팀이 추가되어 유체를 단열적으로 더 기화시킬 수 있다. 따라서 대류 부분에서의 코킹이 최소화된다. 다른 비등 컷(boiling cuts)이 독립된 코일에서 처리될 수 있음에 따라 각 컷을 위한 가혹도가 제어될 수 있다. 이는 복사 코일 내의 그리고 TLE 내의 코킹을 감소시킨다. 전체적으로, 올레핀 생성은 단일 컷과 비교하여 최대화되며, 중질 테일(고비등 잔류물)이 제거된다. 중유 처리 운영 또는 다양한 비등 분획물을 갖지 않는 전체 원유의 일반적인 예열은 본 명세서에 개시된 실시예보다 적은 총 올레핀을 생성한다. 본 명세서에 개시된 공정에서, 임의의 종점에 대해 낮은 비등점을 갖는 임의의 재료는 그 재료를 위한 최적 조건에서 처리될 수 있다. 원유를 위하여 1, 2, 3 또는 그 이상의 개별적인 컷이 수행될 수 있으며 최적의 조건에서 컷이 개별적으로 처리될 수 있다.
포화 및/또는 과열 희석 스팀이 적절한 위치에 추가되어 각 단계에서 원하는 정도로 공급물을 기화시킬 수 있다. 탄화수소 혼합물의 미가공 분리(crude separation)는 플래시 드럼 또는 최소한의 이론적인 단계를 갖는 분리기를 통하는 것과 같이 수행되어 탄화수소를 여러 컷으로 분리한다. 중질 테일(tail)은 복사 코일에서 처리되는 경우 증기 내에서의 액체의 캐리-오버(carry-over)를 줄이기 위하여 미가공 분리 또는 약간 정교한 타워 접근법을 사용할 수 있다.
탄화수소 혼합물은 분해 공정으로부터의 유출물 또는 열분해 반응기/히터로부터의 연도 가스를 포함하는 공정 스트림으로부터의 폐열로 예열될 수 있다. 대안적으로, 또는 예열을 위하여 원유 히터(crude heater)가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 열분해 반응기의 열효율을 극대화하기 위하여 (보일러 급수(BFW) 또는 공기 예열 또는 이코노마이저와 비슷한) 다른 차가운 유체가 대류 부분의 최상단 콜드 씽크(cold sinks)로 이용될 수 있다.
열분해 반응기에서의 탄화수소를 분해하는 공정은 전달 라인 교환기(TLE) 내에서와 같이 3개의 부분, 즉 대류 부분, 복사 부분 및 급냉 부분으로 나누어질 수 있다.
대류 부분에서, 공급물은 예열되고, 부분적으로 기화되고 그리고 스팀과 혼합된다. (주요 분해 반응이 일어나는) 복사 부분에서, 공급물은 분해된다. TLE에서 반응 유체는 신속하게 급냉되어 반응을 중지시키고 생성물 혼합물을 제어한다. 열교환을 통한 간접적인 급냉 대신 오일을 이용한 직접적인 급냉 또한 허용될 수 있다.
본 명세서 내의 실시예는 대류 부분을 효율적으로 이용하여 분해 공정을 향상시킨다. 모든 가열은 일부 실시예에서 단일 반응기의 대류 구역에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 원유는 대류 뱅크(convection bank)의 상단 열로 들어가고, 임의의 스팀 추가없이 히터의 복사 부분에서 발생된 고온의 연도 가스로 동작 압력에서 중간 온도로 예열된다. 배출구 온도는 전형적으로 원유 및 처리량에 따라 150℃에서 400℃까지 변화한다. 이러한 조건에서 원유의 5 내지 70%가 기화될 수 있다. 예를 들어, 이 제1 가열 단계의 배출구 온도는 나프타 (정상 비등점이 약 200℃ 이하)가 기화되는 온도일 수 있다. 탄화수소 혼합물이 히터의 복사 부분에서 생성된 고온의 연도 가스로 예열되기 때문에 제한된 온도 변화와 배출구 온도의 유연성이 기대될 수 있다.
예열된 탄화수소 혼합물은 기화되지 않은 부분으로부터의 기화된 부분의 분리를 위하여 플래시 드럼으로 들어간다. 증기는 더 과열되고 희석 스팀과 혼합되며, 그 후 분해를 위하여 복사 코일로 공급될 수 있다. 충분한 재료가 기화되지 않으면 과열 스팀이 드럼 내의 유체에 추가될 수 있다. 충분한 재료가 기화된다면, 그 후 차가운 (포화되거나 약간 과열된) 스팀이 증기에 추가될 수 있다. 적절한 열 균형을 위해 차가운 스팀 대신에 과열 희석 스팀(4)이 또한 사용될 수 있다.
나프타 컷(또는 경질 탄화수소 분획물)과 희석 스팀 혼합물이 대류 부분에서 더 가열되고 복사 코일로 들어간다. 복사 코일이 다른 셀에 있을 수 있으며, 또는 단일 셀 내의 복사 코일 그룹이 사용되어 나프타 분획물을 분해할 수 있다. 총 에너지를 최소화하도록 희석 스팀의 양이 제어될 수 있다. 전형적으로, 스팀 대 경질 탄화수소 분획물은 약 0.5 w/w의 스팀 대 오일 비로 제어되며, 여기서 0.3 w/w 내지 약 0.7 w/w와 같은, 0.2 w/w 내지 1.0 w/w에서의 임의의 값이 수용될 수 있다.
플래시 드럼 내의 (기화되지 않은) 액체는 소량의 희석 스팀과 혼합될 수 있고 대류 부분에서 더 가열될 수 있다. 이 코일에 대한 S/O (스팀 대 오일 비율)는 약 0.1 w/w 일 수 있으며, 여기서 0.05 w/w 내지 0.4 w/w의 임의의 값이 허용될 수 있다. 이 스팀은 또한 원유와 함께 가열되기 때문에 과열 스팀을 주입할 필요는 없다. 포화 스팀이 충분하다. 그러나 포화 스팀 대신에 과열 스팀을 주입해도 좋다. 과열 스팀 또한 제2 플래시 드럼에 공급될 수 있다. 이 드럼은 간단한 증기/액체 분리 드럼 또는 내부 구조물을 갖는 타워처럼 복잡한 것일 수 있다. 드럼을 위해서는 이러한 정교한 설계는 요구되지 않는다. 대부분의 원유의 경우 최종 비등점은 높으며, 이는 이 코일의 배출구에서 기화되지 않을 것이다. 전형적인 배출구 온도는 약 300℃ 내지 약 500℃와 같이 400℃이다. 배출구 온도는 이 코일에서의 코킹을 최소화하도록 선택될 것이다. 스트림에 추가되는 스팀의 양은 최소 희석 흐름이 사용되고 코킹 없이 최대 배출구 온도가 얻어지는 정도이다. 일부 스팀이 존재하기 때문에, 코킹은 억제된다. 높은 코킹 원유를 위하여 보다 높은 스팀 흐름이 바람직하다.
과열 스팀이 드럼에 추가될 수 있고 탄화수소 혼합물을 더 증발시킬 것이다. 증기는 대류 코일에서 더 과열되고 복사 코일로 들어간다. 라인 내에서의 임의의 증기 응축을 방지하기 위하여 소량의 과열 희석 스팀이 드럼의 배출구 (증기 측)에 추가될 수 있다. 이는 라인 내에서의 무거운 재료의 응축을 방지할 것이며, 이는 결국 코크스로 변할 수 있다. 드럼은 이 기능을 수용하도록 설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 응축되고 있는 무거운 재료를 고려한 중유 처리 시스템("HOPS") 타워가 사용될 수 있다.
기화되지 않은 액체는 추가 처리되거나 연료로 보내질 수 있다. 기화되지 않은 액체가 추가로 처리된다면, HOPS 타워가 우선적으로 사용될 수 있다. 기화되지 않은 액체가 연료로 보내진다면, 기화되지 않은 고온의 액체는 탄화수소 공급 원료 또는 제1 액체 분획물과 같은 다른 차가운 유체와 교환될 수 있으며, 예를 들어 에너지 회수를 최대화할 수 있다. 대안적으로, 보다 가치있는 생성물을 생성하기 위하여 기화되지 않은 액체는 지연 코커(delayed coker)와 같은 다른 정련 공정에서 사용될 수 있거나 (미국, 울랜드, 루머스 테크놀로지 인크.의 이용 가능한) LC-파이닝(FINNING) 공정에서와 같이 개선될 수 있다. 부가적으로, 이 스트림에서 사용할 수 있는 열 에너지는 다른 공정 스트림을 예열하거나 스팀을 생성하기 위하여 사용될 수 있다.
복사 코일 기술은 다중 열 및 다중 평행 패스(pass) 및/또는 분할 코일 배열과 함께 90 밀리초 내지 1000 밀리초 범위의 체적 체류 시간(bulk residence times)을 갖는 임의의 형태일 수 있다. 이들은 수직 또는 수평형일 수 있다. 코일 재료는 기본적인(bare) 그리고 핀형(finned)의 또는 내부적으로 열 전달이 개선된 튜브를 갖는 고강도 합금일 수 있다. 히터는 다수의 코일을 갖는 하나의 복사 박스(radiant box) 및/또는 각각 내의 다수의 코일을 갖는 2개의 복사 박스로 구성될 수 있다. 각 박스 내의 복사 코일 기하학적 구조 및 코일의 크기와 개수는 동일하거나 다를 수 있다. 비용이 요인이 아니라면, 다수의 스트림 히터/교환기가 이용될 수 있다.
복사 코일에서의 분해에 뒤이어, 하나 이상의 전달 라인 교환기를 사용하여 생성물을 매우 빠르게 냉각하고 (초)고압 스팀을 발생시킬 수 있다. 하나 이상의 코일이 각 교환기에 결합되고 연결될 수 있다. 교환기(들)는 이중 파이프 또는 다중 쉘 및 튜브 교환기일 수 있다.
간접 냉각 대신에, 직접 급냉(quenching) 또한 사용될 수 있다. 이러한 경우를 위하여, 오일이 복사 코일의 배출구에서 주입될 수 있다. 오일 급냉에 뒤이어, 물 급냉 또한 이용될 수 있다. 오일 급냉 대신에, 모든 물 급냉 또한 허용될 수 있다. 급냉 후, 생성물은 회수 부분으로 보내진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 한 분해 시스템의 간략화된 공정 흐름도를 도시한다. 연소 관형 로(1)는 탄화수소를 에틸렌 그리고 다른 올레핀 화합물로 분해하기 위하여 사용된다. 연소 관형 로(1)는 대류 부분 또는 구역(2)과 분해 부분 또는 구역(3)을 갖는다. 로(1)는 하나 이상의 처리 튜브(4; 복사 코일)를 포함하며, 탄화수소 공급 라인(22)을 통하여 공급된 탄화수소의 일부는 이 처리 튜브를 통하여 분해되어 열의 적용시 생성물 가스를 생성한다. 복사 및 대류열은 가열 매체 유입구(8)를 통하여, 노상 버너, 플로어 버너 또는 벽 버너와 같은 로(1)의 분해 부분(3)으로 도입된 가열 매체의 연소에 의하여 공급되며, 배기구(10)를 통하여 배출된다.
전체 원유 또는 나프타 범위 탄화수소에서 450℃보다 큰 정상적 비등점 온도를 갖는 탄화수소로 비등하는 탄화수소를 포함하는 탄화수소 혼합물과 같은 탄화수소 공급 원료가 열분해 히터(1)의 대류 부분(2) 내에 배치된 가열 코일(24)로 도입될 수 있다. 예를 들어, 475℃보다 큰, 500℃보다 큰, 525℃ 또는 550℃보다 큰 정상적인 비등 온도를 갖는 탄화수소가 가열 코일(24)로 도입될 수 있다. 가열 코일(24) 내에서, 탄화수소 공급원료는 부분적으로 기화될 수 있으며, 나프타 범위 탄화수소와 같은, 탄화수소 공급원료 내의 경질 성분을 기화시킨다. 증기 분획물(28)과 액체 분획물(30)로 분리하기 위하여 가열된 탄화수소 공급 원료(26)는 그 후 분리기(27)로 공급된다.
스팀은 흐름 라인(32)을 통하여 공정으로 공급될 수 있다. 공정의 다양한 부분은 저온 또는 포화 스팀을 사용할 수 있는 반면에, 다른 부분은 고온의 과열 스팀을 사용할 수 있다. 과열될 스팀은 흐름 라인(32)을 통하여 가열 코일(34) 내로 공급될 수 있으며, 열분해 히터(1)의 대류 구역(2) 내에서 가열될 수 있고 그리고 과열 스팀으로서 흐름 라인(36)을 통하여 회수될 수 있다.
스팀의 일부는 흐름 라인(40)을 통하여 공급되고 증기 분획물(28)과 혼합되어 라인(42) 내에 스팀/탄화수소 혼합물을 형성할 수 있다. 스트림(42) 내의 스팀/탄화수소 혼합물은 그 후 가열 코일(44)로 공급될 수 있다. 결과적인 과열 혼합물은 그 후 흐름 라인(46)을 통하여 열분해 히터(1)의 복사 구역(3) 내에 배치된 분해 코일(4)로 공급될 수 있다. 열 회수, 급냉 그리고 생성물 회수를 위하여 분해된 탄화수소 생성물은 그 후 흐름 라인(12)을 통하여 회수된다.
액체 분획물(30)은 스팀(50)과 혼합될 수 있으며 열분해 반응기(1)의 대류 구역(2) 내에 배치된 가열 코일(52)로 공급될 수 있다. 가열 코일(52) 내에서, 액체 분획물은 부분적으로 기화될 수 있으며, 중유 내지 경유 범위 탄화수소와 같은, 탄화수소 공급원료 내의 남아 있는 경질 성분을 기화시킨다. 액체 분획물(30)로의 스팀의 주입은 가열 코일(52) 내에서의 코크스의 형성을 방지하는 것을 도울 수 있다. 증기 분획물(58)과 액체 분획물(60)로의 분리를 위하여 가열된 액체 분획물(54)은 그 후 분리기(56)로 공급된다.
과열 스팀의 일부는 흐름 라인(62)을 통하여 공급될 수 있으며 증기 분획물(58)과 혼합되어 라인(64) 내에서 스팀/탄화수소 혼합물을 형성할 수 있다. 스트림(64) 내의 스팀/탄화수소 혼합물은 그 후 가열 코일(66)로 공급될 수 있다. 결과적인 과열 혼합물은 그 후 흐름 라인(68)을 통하여 열분해 히터(1)의 복사 구역(3) 내에 배치된 분해 코일(4)로 공급될 수 있다. 열 회수, 급냉 및 생성물 회수를 위하여 분해된 탄화수소 생성물은 그 후 흐름 라인(13)을 통하여 회수될 수 있다.
과열 스팀은 흐름 라인(72, 74)을 통해 각각 분리기(27, 56) 내로 직접 주입될 수 있다. 분리기 내로의 과열 스팀의 주입은 부분적인 압력을 줄일 수 있고 증기 분획물(28, 58) 내의 탄화수소의 양을 증가시킬 수 있다.
탄화수소 및 스팀 스트림을 가열하는 것에 더하여, 대류 구역(2)은 코일(80, 82, 84)을 통하는 것과 같이 다른 공정 스트림과 스팀 스트림을 가열하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 코일(80, 82, 84)은 그 중에서도 BFW(보일러 급수)를 가열하고 SHP(초고압) 스팀을 예열하는데 사용될 수 있다.
코일(24, 52, 34, 44, 66, 80, 82, 84)의 배치 및 개수는 설계 및 이용 가능한 예상 공급 원료에 따라 달라질 수 있다. 이러한 방식으로, 대류 부분은 연도 가스로부터의 에너지 회수를 최대화하도록 설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 과열 코일(66)보다 높은 연도 가스 온도 위치에 과열 코일(44)을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 경질 탄화수소의 분해는 보다 엄격하게 수행될 수 있으며, 과열 코일을 적절하게 위치시킴으로써 분해 조건이 향상되거나 특정 증기 컷(vapor cut)에 맞게 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 이하에서 설명된, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 분리기(27)는 플래시 드럼일 수 있으며, 제2 분리기(56)는 중유 처리 시스템(HOPS) 타워일 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 액체 분획물(60) 내의 부가적인 탄화수소는 휘발되고 분해되어 공정의 올레핀 회수를 최대화할 수 있다. 예를 들어, 액체 분획물(60)은 스팀과 혼합되어 스팀/오일 혼합물을 형성할 수 있다. 결과적인 스팀/오일 혼합물은 그 후 열분해 반응기(1)의 대류 구역(2)에서 가열되어 스팀/오일 혼합물 내의 탄화수소의 일부를 기화시킬 수 있다. 가열된 증기는 그 후 제3 분리기로 공급되어 액체 분획물에서 증기 경유 범위 탄화수소와 같은 증기 분획물을 분리할 수 있다. 과열 스팀은 또한 분리를 용이하게 하기 위하여 분리기뿐만 아니라 증기 분획물을 분리 코일로 도입하기 전에 전달 라인 내에서의 응축을 방지하기 위하여 회수된 증기 분획물로 도입되어 올레핀을 생성한다. 분리기로부터 회수된 액체 분획물은 550℃보다 큰 정상적인 비등점 온도를 갖는 탄화수소와 같은, 탄화수소 혼합물(22)의 가장 무거운 비등 성분을 포함할 수 있다.
도 1의 구성은 혼합 탄화수소 공급 원료 전체를 별도로 처리된 분획물로 예비 분획하는 전형적인 공정에 비해 중요한 이점을 제공한다. 광범위하게 가변적인 공급 원료를 처리하는 능력과 같은 부가적인 공정 유연성은 도 2에 도시된 실시예로 이루어질 수 있다.
유사한 도면 부호가 유사한 부분을 나타내는 도 2에 도시된 바와 같이, 혼합된 탄화수소 공급물(42)이 히터(90)에 공급될 수 있다. 히터(90)에서, 탄화수소 공급물(42)의 온도를 증가시키기 위하여 탄화수소 공급물은 간접적인 열교환에서 접촉되며, 그 결과 가열된 공급물(92)이 된다. 가열된 공급물(92)은 액체로 남아 있을 수 있거나 부분적으로 기화될 수 있다.
가열된 공급물(92)이 그 후 분리기(27)로 도입되어 경질 탄화수소를 중질 탄화수소로부터 분리할 수 있다. 스팀(72)은 또한 경질 탄화수소의 휘발을 증가시키기 위해 분리기(27)로 도입될 수 있다. 그 후, 증기 분획물(28)과 액체 분획물(30)은 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 처리될 수 있어 2개 이상의 증기 분획물을 분해하여 올레핀을 생성하고 550℃보다 큰 것과 같은 매우 높은 정상 비등점을 갖는 탄화수소를 함유한 중질 탄화수소 분획물을 회수한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 원유 예열이 교환기 또는 예열기에서 외부적으로 행해질 때, 이코노마이저(economizer) 또는 BFW 코일(83)이 대류 부분(2)의 상부 열(들)을 점유할 수 있다. 효율을 더 개선하기 위하여, 2개 이상의 히터에서 나오는 연도 가스가 수집될 수 있으며, 공급물을 예열함으로써, 공기를 예열함으로써, 저압 스팀 발생에 의하여 또는 다른 공정 유체를 가열함으로써 결합된 연도 가스가 사용되어 부가적인 열을 회수할 수 있다.
스팀은 매우 낮은 열 용량을 가지며, 오일의 기화열 또한 중요하다. 또한, 열분해 반응기의 대류 구역에서 이용 가능한 열 에너지는 무한하지 않으며, 탄화수소 공급물을 휘발시키고, 스팀을 과열시키고 그리고 복사 코일에 대하여 탄화수소/스팀 혼합물을 가열시키는 다수의 작업은 많은 양의 높은 비등 재료의 배제(rejection)를 야기할 수 있다. 개별 히터가 탄화수소 공급 원료 및/또는 희석 스팀을 예열하는데 사용될 수 있어, 전체 공정이 소량의 그리고 다량의 중질 탄화수소 모두를 갖는 탄화수소 혼합물 처리에 높은 정도의 유연성을 갖게 하며 그리고 탄화수소로부터의 전체 올레핀 수율을 향상 시킨다.
이 개념은 도 3에서 확장되며, 여기서 전용 히터(100)가 탄화수소 공급 원료만을 예열하는데 사용된다. 히터(100)는 바람직하게는 임의의 공급물을 올레핀으로 분해하지 않는다; 오히려 이는 위에서 설명된 바와 같은 대류 부분 가열의 역할을 맡는다.
원유(102)는 가열 코일(104)로 공급되고 히터(100)에서 비교적 낮은 온도로 예열된다. 가열된 원료(106)는 그 후 스팀(108)과 혼합되며, 여기서 스팀은 희석 스팀 또는 과열 희석 스팀일 수 있다. 예열 및 스팀 접촉은 약 200℃ 이하의 정상적인 비등점을 갖는 탄화수소(즉, 나프타 분획물)를 기화시킬 수 있다. 휘발된 탄화수소와 스팀은 그 후 드럼(110) 내에서 비휘발 탄화수소에서 분리될 수 있어 증기 분획물(112)과 액체 분획물(114)을 회수한다. 증기 분획물(112)은 그 후 대류 부분에서 스팀으로 더 희석될 수 있고, 필요하다면 과열될 수 있고, 열분해 반응기(도시되지 않음)의 복사 코일로 보내질 수 있다.
액체 분획물(114)은 포화 희석 스팀일 수 있는 희석 스팀(116)과 혼합될 수 있고, 가열 코일(117)로 공급될 수 있으며, 연소 히터(100)에서 적당한 온도로 가열될 수 있다. 가열된 액체 분획물(118)은 그 후 과열 희석 스팀(120)과 혼합될 수 있으며, 혼합물은 플래시 드럼(122)으로 공급된다. 약 200℃ 내지 약 350℃ 범위에서 비등하는 탄화수소는 기화되며 증기 분획물(124)로서 회수된다. 증기 분획물(124)은 그 후 과열되고 열분해 반응기(도시되지 않음)의 복사 부분으로 보내질 수 있다.
플래시 드럼(122)으로부터 회수된 액체 분획물(126)은 포화(또는 과열) 희석 스팀(120)으로 다시 가열되고, 코일(128)을 통과하고 또한 연소 히터(100)에서 과열된다. 과열 희석 스팀(130)은 가열된 액체/증기 스트림(132)에 첨가되고 증기 분획물(136)과 액체 분획물(138)로의 분리를 위하여 분리기(134)로 공급될 수 있다. 이 분리는 350℃ 내지 550℃ (VGO) 부분을 절단하고 증기 분획물(136)로서 회수하며, 이 증기 분획물은 필요한 경우 부가적인 희석 스팀으로 과열될 수 있고, 열분해 반응기(도시되지 않음)의 복사 부분으로 보내질 수 있다.
일부 실시예에서, 분리기(134)는 플래시 드럼일 수 있다. 다른 실시예에서, 분리기(134)는 HOPS 타워일 수 있다. 대안적으로, 분리 시스템(134)은 플래시 드럼 및 HOPS 타워 모두를 포함할 수 있으며, 여기서 증기 분획물(136)은 플래시 드럼으로부터 회수될 수 있고, 이후 희석 스팀으로 가열되고 HOPS 타워로 공급된다. HOPS 유닛이 사용된 경우 기화 가능한 물질만이 분해될 것이다. 기화되지 않은 물질은 회수되어 예를 들어 연료로 보내질 수 있다. 부가적인 희석 스팀이 열분해 반응기(도시되지 않음)의 복사 부분으로 보내기 전에 증기에 첨가될 것이다. 이러한 방식으로, 별도 연소 히터로 많은 컷(cut)이 가능하며 각 컷은 최적으로 분해될 수 있다.
위에서 설명된 각각의 실시예를 위하여, 공통적인 히터 설계가 가능하다. 이러한 히터의 열효율을 증가시키기 위하여, 상단 열(콜드 싱크)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 임의의 저온 유체 또는 BFW 또는 이코노마이저일 수 있다. 스팀으로 또는 스팀 없이 유체의 가열 및 과열은 연소 히터의 대류 부분에서 또는 복사 부분에서 또는 양 부분에서 수행될 수 있다. 부가적인 과열은 분해 히터의 대류 부분에서 이루어진다. 양 히터에서, 유체의 최대 가열은 원유의 코킹 온도보다 낮은 온도로 제한되어야 하며, 대부분의 원유를 위해서 이는 약 500℃ 이하일 것이다. 더 높은 고온에서는, 코킹을 억제하기 위해 충분한 희석 스팀이 존재할 것이다.
희석 스팀 또한 과열될 수 있으며 따라서 분해 히터의 에너지 균형이 분해 가혹도에 크게 영향을 미치지 않는다. 일반적으로, 희석 스팀은 공급물이 분해된 (통합형이라고 불리는) 동일 히터 내에서 과열된다. 대안적으로, 희석 스팀은 별개 히터 내에서 과열될 수 있다. 일체형 또는 별도의 희석 스팀 과열기는 연도 가스에서 사용할 수 있는 에너지에 따라 다르다. 중질 액체(138)가 더 처리되고 분해될 때, 코일(142)에서 추가적으로 가열되기 전 및/또는 후에 희석 스팀(140)이 추가될 수 있으며, 그리고 증기 상의 처리 및 회수를 보장하도록 HOPS 타워는 또한 사용될 수 있어 코크스 전구체의 양을 제한한다.
상기한 바와 같이, 혼합된 탄화수소 공급물은 원유 또는 탄화수소 혼합물을 기화시키기 위해 500℃ 이상으로 가열될 수 있다. 연도 가스 내의 이용 가능한 열 에너지는 공급 원료의 모든 부분을 가열하기에 충분하지 않을 수 있다. 이는 경질 원유를 위해서는 충분할 것 같지만, 위에서 언급된 한 바와 같이, 많은 양의 높은 비등 재료는 연료로서 배제될 수도 있다. 도 2 및 도 3의 운영은 임의의 원유를 유연하게 취급하는 데 사용할 수 있으며, 작은 부분(550℃ 이상에서 끓는 잔류물)만이 연료 오일 풀로 보내질 것이다. 따라서, 임의의 원유에 대한 올레핀 생성(C2H4 + C3H6)은 본 명세서 내의 실시예에 따라 처리될 때 더 높을 것이다. 분해에 대한 원유 이용은 높을 것이다. 원유 분해가 많은 히터(공장에서의 1개 또는 2개가 대신)에서 수행될 때 원유를 예열하기 위하여 단일 히터가 경제적일 수 있다.
HOPS 타워(150)의 간단한 개요가 도 4에 도시되어 있다. 이 운영의 다양한 변형이 가능하다. 과열 희석 스팀(152)은 고온 액체(154)에 첨가되고, 2 내지 10개의 이론적인 스테이지를 포함하는 분리 구역(156)이 기화시킬 수 없는 탄화수소로부터 기화 가능한 탄화수소를 분리하는데 사용된다. 이 공정에 의해, 증기 내의 고비등 캐리오버(carryover) 액체가 코킹(coking)을 야기하므로, 오버헤드 분획물(160)으로의 미세 액적의 캐리오버가 감소된다. 중질의 비기화성 탄화수소는 바닥 분획물(162)에서 회수되고 기화 가능한 탄화수소 및 희석 스팀은 오버헤드 생성물 분획물(164)에서 회수된다. HOPS 타워(150)는 패킹이 있는 및/또는 패킹이 없는 일부 내부 분배기를 포함할 수 있다. HOPS 타워가 사용될 때, 증기/액체 분리가 거의 이상적일 수 있다. 증기의 종말점은 거의 확인할 수 있으며, 증기 상에서의 임의의 액체 캐리 오버는 최소화될 수 있다. 이는 플래시 드럼보다 비용이 비싸지만, 감소된 코킹의 이점은 추가된 비용보다 충분히 중요하다.
중질 잔류물(즉, 550℃+ 탄화수소를 포함하는 것들)을 제외하고, 모든 컷은 동일한 반응기 내에서 다른 코일에서 분해될 수 있다. 이러한 방식으로 단일 히터가 550℃ 이하의 비등점을 갖는 다른 분획물을 위하여 사용될 수 있으며 각 컷을 위한 최적 조건이 달성될 수 있다.
중질 재료(550℃+)가 또한 분해될 때, 별개의 히터(도시되지 않음)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 스트림(60, 138)과 같은 중질 스트림이 HOPS 타워로 공급될 수 있다. 이 타워에서, 공지된 코크스 전구체인 테일 엔드(tail end) 또는 중질 비등 재료(이 컷의 5 내지 20%)가 제거된다. 이 분획물의 S/O는 높을 것이다. 분해시 이 재료는 단지 소량의 올레핀을 생성한다. 이는 높은 코킹 성향을 갖고 있기 때문에 별도의 히터(또는 셀 내의 적은 수의 코일에서)에서 분해하는 것이 권장된다. TLE의 파울링 경향 또한 높다. 따라서 직접적인 급냉(오일 또는 물이 뒤따르는 오일)이 권장된다. 경제성이 매력적이지 않을 때, 중질 컷으로부터 열에너지가 회수될 수 있으며, 이 컷(cut)은 이후 올레핀을 생성하기 위하여 위에서 언급된 바와 같은 분해대신, 지연 코커 또는 LC-FINING 공정과 같은 정제 공정에서 처리될 수 있다. 이 컷은 분할 분해 모드와 동일한 히터에서 처리될 수 있다. 직접적인 급냉과 함께 높은 S/O 비율과 낮은 가혹도가 사용되기 때문에 별도의 히터가 바람직하다. 자본 비용이 요인이 아닌 경우 모든 분획물을 위하여 단일 히터가 사용될 수 있다.
실시예
실시예 1: 아라비아 원유
표 1은 원유 분해를 위하여 얻어진 계산된 수율을 도시한다. 모든 계산은 이론적 모델을 기반으로 한다. 런 길이(몇 시간 조차도)가 요인이 아니라고 가정할 때, 경질 아라비아 원유에 대하여 높은 가혹도에서의 수율이 도시된다 (사례 1). 전체 원유는 분해된다. 경질 아라비아 원유의 TBP 증류 곡선이 도 5에 도시된다. 원유 비중은 0.8581이다.
사례 2에서, 위에서 설명된 바와 같이, 본 명세서 내의 실시예에 따라 원유는 초기 비등점 내지 225℃ 컷, 225℃ 내지 550℃ 컷 그리고 및 550℃+ 컷을 포함하는 3개의 분획물로 나누어진다. 각 분획물은 그 후 별도로 분해된다.
사례 3은 단순한 접근법이며, 여기서 완전 원유는 추가된 스팀(즉, 증기/액체 분리가 없음)로 기화된다. 1-컷 계산(사례 3)의 경우 550℃+ 재료가 제거된다.
표 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서 내의 실시예는 더 적은 스팀 소비로 증가된 올레핀 생성을 야기할 수 있다.
사례 1 2 3
원료 원유 3 컷 1 컷
비중 0.8581 0.854314 0.85626
COP, PSIA 25.00 25.00 25.00
평균 증기 대 오일 비율
S/O, w/w		 1.20 0.94 1.10
가혹도 높음 높음 높음
수율 중량%
H2 0.60 0.69 0.59
CH4 10.00 11.44 8.82
C2H2 0.15 0.45 0.45
C2H4 18.00 23.10 20.70
C2H6 1.00 2.48 2.52
C3H4 0.40 0.57 0.54
C3H6 13.80 13.08 12.51
C3H8 0.30 0.20 0.14
C4H6 2.70 3.98 3.96
C4H8 2.90 3.82 3.51
C4H10 0.10 0.12 0.14
C5'S 3.50 3.54 3.60
C6-C8 비방향족 3.00 1.85 1.08
벤젠 2.20 5.68 5.22
톨루엔 1.10 2.81 1.71
크실렌 +에틸벤젠 2.20 1.83 1.35
스티렌 0.50 0.66 0.65
C9-400 F 4.50 2.85 3.06
연료유 33.05 20.86 29.47
------ ------ ------
전체 100.00 100.00 100.00
실시예 2: 아그바미 원유 (나이지리아)
나이지리아의 아그마비 원유에 대해 실시예 1과 유사한 비교가 이루어진다. 원유는 표 2에 나타낸 바와 같은 특성 및 증류 곡선을 가졌다.
API 중력 42.3
황, 중량% 0.04
MCRT, 중량% 0.67
Va + Ni, ppm 2.1
TBP 증류 °C
5 체적% 0.4
10 체적% 58
30 체적% 133
50 체적% 210
70 체적% 291
90 체적% 402
95 체적% 452
잔류(570℃+) 1.7%
실시예 1에서 사용된 것과 유사한 이론적인 모델에 기초하여 계산된, 원유를 분해하기 위한 열분해 수율이 표 2에 도시된다. 예를 들어 전체 원유, 1-컷, 2-컷 및 3-컷을 포함한 4가지 사례가 이 실시예를 위하여 연구되었다.
1-컷 사례를 위하여, 530℃+ 재료가 제거된다. 이 잔류물은 약 4 중량%의 원유이다. 2-컷 사례를 위하여, 나프타(최대 200℃) 재료는 별도 코일에서 분해되고 나머지(530℃까지)는 다른 코일 또는 히터에서 분해된다. 3-컷 사례를 위하여, 나프타, AGO(200℃ 내지 350℃) 및 VGO(350℃ 내지 530℃)는 별도의 코일 또는 히터에 분해된다. 원유를 제외한 모든 사례를 위하여, 530℃+ 잔류물은 분해되지 않고 연료유와 혼합된다. 각 사례(원유, 1-컷, 2- 컷 및 3-컷)에 대한 혼합된 수율이 표 3에 도시된다.
공급물 원유 3 컷 2 컷 1 컷
COP, PSIA 25.00 25.00 25.00 25.00
평균 S/O,w/w 1.00 0.65 0.66 0.86
가혹도 높음 높음 높음 높음
수율, 중량%
H2 0.56 0.76 0.75 0.56
CH4 9.10 12.22 12.09 9.12
C2H2 0.35 0.53 0.51 0.34
C2H4 23.50 26.66 26.18 24.00
C2H6 2.20 2.94 2.91 2.30
C3H4 0.55 0.75 0.69 0.58
C3H6 12.85 13.18 13.23 12.96
C3H8 0.35 0.22 0.27 0.38
C4H6 4.00 4.67 4.59 4.03
C4H8 4.40 3.49 3.56 4.32
C4H10 0.10 0.23 0.23 0.10
C5'S 3.50 2.76 3.01 3.55
C6-C8 비방향족 2.50 2.06 2.01 1.92
벤젠 4.70 6.59 6.69 4.80
톨루엔 2.35 3.34 3.34 2.40
크실렌+에틸벤젠 1.35 1.28 1.34 1.34
스티렌 0.72 0.83 0.83 0.70
C9-400 F 3.10 2.33 2.38 3.07
연료유 23.82 15.16 15.40 23.53
------ ------ ------ ------
전체 100.00 100.00 100.00 100.00
위에서 설명된 바와 같이, 본 명세서 내의 실시예는 고비등 코크스 전구체를 포함하는 전체 원유 및 다른 탄화수소 혼합물을 유연하게 처리할 수 있다.
본 명세서 내의 실시예는 높은 가혹도 조건에서도 예열, 과열 및 분해 공정 동안에 코킹 및 파울링을 유리하게 감소시킬 수 있다. 명세서 내의 실시예는 다수의 히터에서의 예비 분획 및 분획물의 개별 처리와 관련된 자본 및 에너지 요구 조건을 현저히 감소시키면서 바람직한 수율을 달성할 수 있다.
올레핀 수율을 증가시키면서 본 명세서 내의 실시예에 따른 분해 공정을 통한 코킹의 억제는 증가된 런 길이(감소된 중단 시간) 및 중질 탄화수소를 함유하는 공급물을 취급하는 능력을 포함한, 중요한 이점을 제공한다. 또한, 증류 분리 및 별도의 분해 반응기를 포함하는 종래의 공정에 비해 상당한 에너지 효율을 얻을 수 있다.
본 발명은 제한된 수의 실시예를 포함하는 반면에, 본 발명의 이점을 갖는 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예가 고안될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (31)

  1. 올레핀을 생성하기 위하여 탄화수소 혼합물을 열적으로 분해하는 공정에 있어서,
    히터 내에서 탄화수소 혼합물을 가열하여 상기 탄화수소 혼합물 내의 탄화수소의 일부를 기화시키고 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하고;
    제1 분리기 내에서 상기 가열된 탄화수소 혼합물을 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하며;
    상기 제1 액체 분획물을 스팀과 혼합한 후 열분해 반응기 내의 대류 구역에서 상기 제1 액체 분획물과 스팀의 혼합물을 가열하여 상기 제1 액체 분획물 내의 상기 탄화수소의 일부를 기화시키고 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하고;
    제2 분리기 내에서 상기 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하며;
    스팀을 상기 제1 증기 분획물과 혼합하고, 상기 대류 구역에서 상기 결과적인 혼합물을 과열시키고 그리고 상기 과열 혼합물을 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1복사 코일로 공급하고; 및
    스팀을 상기 제2 증기 분획물과 혼합하고, 상기 대류 구역에서 상기 결과적인 혼합물을 과열시키고 그리고 상기 과열 혼합물을 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제2복사 코일로 공급하는 것을 포함하는 공정.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분리기 중 적어도 하나에 스팀을 공급하는 것을 더 포함하는 공정.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 액체 분획물을 스팀과 혼합하여 스팀/오일 혼합물을 형성하고;
    상기 열분해 반응기의 상기 대류 구역 내에서 상기 스팀/오일 혼합물을 가열하여 상기 스팀/오일 혼합물 내의 상기 탄화수소의 일부를 기화시키고 제3 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하며;
    제3 분리기 내에서 상기 제3 가열된 탄화수소 혼합물을 제3 증기 분획물과 제3 액체 분획물로 분리하고;
    스팀을 상기 제3 증기 분획물과 혼합하고 상기 결과적인 혼합물을 상기 대류 구역에서 과열시키며; 및
    상기 과열 혼합물을 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제3 복사 코일로 공급하는 것을 더 포함하는 공정.
  5. 제4항에 있어서,
    스트림 스팀의 일부를 빼내고, 그 일부를 상기 탄화수소 혼합물, 상기 제1 액체 분획물, 상기 제1 증기 분획물 그리고 제2 액체 분획물 중 적어도 하나와 혼합하기 위한 스팀으로서 이용하고;
    상기 열분해 반응기의 상기 대류 구역에서 상기 스팀 스트림의 나머지 부분을 과열시키며; 및
    상기 제1 분리기, 상기 제2 분리기 및 상기 제3 분리기 중 적어도 하나에 상기 과열 스팀을 공급하는 것을 더 포함하는 공정.
  6. 제5항에 있어서, 상기 과열 스팀의 일부를 상기 제3 증기 분획물과 혼합하는 스팀 형태로서 이용하는 것을 더 포함하는 공정.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 액체 분획물을 가열할 때보다 상기 제2 액체 분획물을 가열할 때의 상기 대류 구역 내의 연도 가스의 온도가 더 높은 공정.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 액체 분획물을 가열할 때보다 상기 제1, 제2 및 제3 증기 분획물을 과열할 때의 상기 대류 구역 내의 상기 연도 가스의 온도가 더 높은 공정.
  9. 제1항에 있어서, 상기 탄화수소 혼합물은 전체 원유 또는 적어도 550℃의 정상적인 비등점을 갖는 탄화수소 혼합물을 포함하는 공정.
  10. 제1항에 있어서, 상기 탄화수소 혼합물 내의 질소, 황, 금속 및 콘라드손 탄소 중 적어도 하나의 함량을 줄이기 위하여 상기 탄화수소 혼합물을 수소 처리하는 것을 더 포함하는 공정.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복사 코일 방출물로부터 열을 회수하고, 상기 복사 코일 방출물의 적어도 일부를 응축하고 및/또는 복사 코일 방출물을 하나 이상의 분획물로 분리하는 것을 더 포함하는 공정.
  12. 올레핀을 생성하기 위하여 탄화수소 혼합물을 열적으로 분해하기 위한 시스템에 있어서,
    히터;
    복사 구역 및 대류 구역을 포함하는 열분해 반응기;
    가열된 탄화수소 혼합물을 생성하는 상기 히터 내에서 탄화수소 혼합물을 가열하기 위한 제1 간접 열교환 코일;
    상기 가열된 탄화수소 혼합물을 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하기 위한 제1 분리기;
    제2 가열된 탄화수소 혼합물을 생성하는 상기 대류 구역 내에서 상기 제1 액체 분획물을 가열하기 위한 제2 간접 열교환 코일;
    상기 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하기 위한 제2 분리기;
    상기 대류 구역에서 제1 및 제2 증기 분획물을 각각 과열시키기 위한 제3 및 제4 간접 열교환 코일;
    상기 과열된 제1 증기 분획물 내의 탄화수소를 열적으로 분해하기 위한, 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1 복사 코일; 및
    상기 과열된 제2 증기 분획물 내의 탄화수소를 열적으로 분해하기 위한, 상기 열분해 반응기의 상기 복사 구역 내의 제2 복사 코일을 포함하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 스팀을 상기 탄화수소 혼합물, 상기 가열된 탄화수소 혼합물, 상기 제1 증기 분획물 그리고 상기 제1 액체 분획물 중 적어도 하나와 혼합하기 위한 하나 이상의 혼합 장치를 더 포함하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    제3 가열된 탄화수소 혼합물을 생성하는 상기 대류 구역 내에서 상기 제2 액체 분획물을 가열하기 위한 제5 간접 열교환 코일;
    상기 제3 가열된 탄화수소 혼합물을 제3 증기 분획물과 제3 액체 분획물로 분리하기 위한 제3 분리기;
    상기 대류 구역 내에서 상기 제3 액체 분획물을 과열하기 위한 제6 간접 열교환 코일; 및
    상기 과열된 제3 증기 분획물 내의 탄화수소를 열적으로 분해하기 위한, 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제3 복사 코일을 더 포함하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 대류 구역에서 스팀을 과열시키기 위한 제7 간접 열교환 코일을 더 포함하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 과열 스팀을 상기 제2 증기 분획물과 상기 제3 증기 분획물 중 적어도 하나와 혼합하기 위한 하나 이상의 혼합 장치를 더 포함하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 과열 스팀을 상기 제1, 제2 및 제3 분리기 중 적어도 하나로 도입시키기 위한 하나 이상의 흐름 도관을 더 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 간접 열교환 코일 중 중간의 하나 이상에 각각 배치된, 공정 유체를 가열하기 위한 하나 이상의 코일을 더 포함하는 시스템.
  19. 제12항에 있어서, 상기 대류 구역 내에서, 상기 제3 간접 열교환 코일이 상기 제4 간접 열교환 코일보다 상기 대류 구역의 더 높은 온도 영역 내에 배치된 시스템.
  20. 올레핀을 생성하기 위하여, 나프타 범위 탄화수소로부터 끓는 탄화수소를 포함하는 탄화수소 혼합물을 550℃보다 큰 온도에서 끓는 탄화수소로 열적으로 분해하기 위한 공정에 있어서,
    열분해 반응기의 대류 구역에서 탄화수소 혼합물을 가열하여 상기 탄화수소 혼합물 내의 상기 탄화수소의 일부를 기화시키고 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하고;
    상기 가열된 탄화수소 혼합물을 제1 분리기 내에서 나프타 범위 탄화수소를 포함하는 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하며;
    상기 제1 액체 분획물을 스팀과 혼합하여 제1 스팀/오일 혼합물을 형성하고;
    상기 열분해 반응기의 상기 대류 구역 내에서 상기 제1 스팀/오일 혼합물을 가열하여 상기 제1 스팀/오일 혼합물 내의 상기 탄화수소의 일부를 기화시키고 제2 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하며;
    제2 가열된 탄화수소 혼합물을 제2 분리기에서 경유 범위 탄화수소를 포함하는 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하고;
    스팀을 상기 제1 증기 분획물과 혼합하고, 상기 결과적인 혼합물을 상기 대류 구역에서 과열시키고, 그리고 상기 과열 혼합물을 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제1 복사 코일로 공급하며; 및
    스팀을 상기 제2 증기 분획물과 혼합하고, 상기 결과적인 혼합물을 상기 대류 구역에서 과열시키고, 그리고 상기 과열 혼합물을 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제2 복사 코일로 공급하는 것을 포함하는 공정.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분리기 중 적어도 하나에 스팀을 공급하는 것을 더 포함하는 공정.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 분리기는 플래시 드럼을 포함하며 그리고 제2 분리기는 중질 오일 처리 시스템 타워를 포함하는 공정.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제2 액체 분획물을 스팀과 혼합하여 제2 스팀/오일 혼합물을 형성하고;
    상기 열분해 반응기의 상기 대류 구역 내에서 상기 제2 스팀/오일 혼합물을 가열하여 상기 제1 스팀/오일 혼합물 내의 상기 탄화수소의 일부를 기화시키고 제3 가열된 탄화수소 혼합물을 형성하며;
    제3 분리기 내에서 상기 제3 가열된 탄화수소 혼합물을 경우 범위 탄화수소를 포함하는 제3 증기 분획물과 제3 액체 분획물로 분리하고;
    스팀을 상기 제3 증기 분획물과 혼합하고 상기 결과적인 혼합물을 상기 대류 구역에서 과열시키며; 및
    상기 과열 혼합물을 상기 열분해 반응기의 복사 구역 내의 제3 복사 코일로 공급하는 것을 더 포함하는 공정.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 분리기 중 적어도 하나에 스팀을 공급하는 것을 더 포함하는 공정.
  25. 제23항에 있어서, 상기 제1 분리기는 플래시 드럼을 포함하며 그리고 제3 분리기는 중질 오일 처리 시스템 타워를 포함하는 공정.
  26. 제23항에 있어서, 상기 제3 액체 분획물은 550℃보다 큰 온도에서 끓는 탄화수소를 포함하는 공정.
  27. 제20항에 있어서, 제2 증기 분획물/스팀 혼합물의 과열을 위하여 간접 열교환에서 연도 가스를 접촉시키기 전에, 제1 증기 분획물/스팀 혼합물의 과열을 위하여 간접 열교환에서 열분해 반응기의 연도 가스를 접촉시키는 것을 더 포함하는 공정.
  28. 올레핀을 형성하기 위하여 탄화수소 혼합물을 분해하기 위한 시스템에 있어서,
    복사 구역과 대류 구역을 포함하는 제1 히터;
    복사 구역과 대류 구역을 포함하는 하나 이상의 제2 히터;
    혼합된 탄화수소 공급물을 부분적으로 기화시키기 위하여 상기 제1 히터의 상기 대류 구역 내에 배치된 제1 가열 코일;
    상기 부분적으로 기화된 혼합 탄화수소 공급물을 제1 증기 분획물과 제1 액체 분획물로 분리하기 위한 제1 분리 시스템;
    상기 제1 액체 분획물을 부분적으로 기화시키기 위하여 상기 제1 히터의 상기 대류 구역 내에 배치된 제2 가열 코일;
    상기 부분적으로 기화된 제1 액체 분획물을 제2 증기 분획물과 제2 액체 분획물로 분리하기 위한 제2 분리 시스템;
    상기 제2 액체 분획물을 부분적으로 기화시키기 위하여 상기 제1 히터의 상기 대류 구역 내에 배치된 제3 가열 코일;
    상기 부분적으로 기화된 제2 액체 분획물을 제3 증기 분획물과 제3 액체 분획물로 분리하기 위한 제3 분리 시스템;
    올레핀을 형성하도록 상기 제1 증기 분획물을 분해하기 위하여 상기 하나 이상의 제2 히터 중 한 히터의 상기 복사 구역 내에 배치된 제1 복사 코일; 및
    올레핀을 형성하도록 상기 제2 증기 분획물을 분해하기 위하여 상기 하나 이상의 제2 히터 중 한 히터의 상기 복사 구역 내에 배치된 제2 복사 코일을 포함하는 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 증기 분획물 중 하나 이상을 과열시키기 위하여 상기 하나 이상의 제2 히터의 상기 대류 구역 내에 배치된 제4 가열 코일을 더 포함하는 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 스팀을 과열시키기 위하여 상기 하나 이상의 제2 히터의 상기 대류 구역 내에 배치된 제5 가열 코일을 더 포함하는 시스템.
  31. 제1 히터 내에 제1 연도 가스를 생성시키고;
    제2 히터 내에 제2 연도 가스를 생성시키며;
    상기 제1 히터의 대류 구역 내의 상기 제1 연도 가스로부터 열을 회수하여, 그로 인하여 상기 제2 연도 가스를 냉각시키고;
    상기 제2 히터의 대류 구역 내의 상기 제2 연도 가스로부터 열을 회수하여, 그로 인하여 상기 제2 연도 가스를 냉각시키며;
    냉각된 상기 제1 및 제2 연도 가스를 조합하여 조합된 연도 가스 스트림을 형성하고; 및
    상기 조합된 연도 가스 스트림으로부터 열을 회수하는 것을 포함하는 공정.
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