KR20070112773A - 헤비 테일을 포함하는 탄화수소 공급원료의 크래킹 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복사 섹션(6) 및 대류 섹션(7)을 포함하는 설비에서 탄화수소 공급물을 열방식으로 크래킹하는 방법에 관한 것으로서, 탄화수소 공급원료는 대류 섹션(7)에 존재하는 공급물 예열기(1)에 공급되고, 공급물 예열기(1)의 열 픽업은 이코노마이저(9)의 열교환 용량의 조절에 의해 제어되고, 상기 이코노마이저(9)는 대류 섹션(7) 내에 공급물 예열기(1)와 복사 섹션(6) 사이에 위치하고, 상기 예열기(1)에서 가열된 공급물은 그 후 복사 섹션에서 크래킹된다. 본 발명은 또한 탄화수소 공급물을 크래킹하기 위한 설비에 관한 것이다.

탄화수소, 크래킹, 헤비 테일, 이코노마이저, 대류 섹션, 복사 섹션, 열 픽업

Description

헤비 테일을 포함하는 탄화수소 공급원료의 크래킹 방법 {PROCESS FOR CRACKING A HYDROCARBON FEEDSTOCK COMPRISING A HEAVY TAIL}

본 발명은 공급원료의 크래킹 방법, 특히 헤비 테일(heavy tail)을 함유한 저품위 공급원료, 즉 평균적인 공급원료보타 높은 온도에서 증발되는(증발 가능하다고 할 경우에) 하나 이상의 성분의 비교적 높은 분획을 함유한 공급원료의 크래킹 방법에 관한 것이다. 그러한 성분의 예는 타르, 고체 입자, 고비점 분획 및 증발 잔류 분획과 같은 중질 탄화수소 분획 등이다.

헤비 테일 함유 공급원료를 열방식 크래킹로(열분해로(pyrolysis furnace))에서 크래킹할 때, 헤비 테일은 통상적으로 대류 섹션(convection section), 복사 섹션(radiant section) 및 이송라인(transferline) 교환기에서 파울링(fouling)을 야기한다. 이러한 파울링은 짧은 온-스트림 시간(on-stream time)을 초래하고, 그에 따라 비경제적 가동을 초래한다.

미국특허 제5,580,443호는 파울링/크래킹이 감소되는 열분해 방법을 제안한다. 이 문헌에서, 공급물 예열기(feed preheater)에서 공급물을 예열하고 부분적으로 증발시키는 공정에 의해 저품위 공급원료를 올레핀으로 열분해하는 방법이 기재되어 있다. 나머지 액상의 공급물은 소정량의 과열된 희석 스트림(superheated dilution stream)과 혼합된 후 분리 장치에 있는 공급물 예열기의 출구에서 분리된다. 분리할 액상 공급물의 양은 분리 장치의 상류 및 하류에서 혼합되는 과열된 희석 스트림의 양 및/또는 비율에 의해 제어된다. 상기 방법은 이코노마이저(economiser)의 용량(열 픽업(heat pick-up))을 제어하는 수단을 전혀 사용하지 않고, 이코노마이저를 이용할 수 있다.

미국특허 제4,879,020호는 퍼니스 탄화수소 변환기(converter)의 조작 방법에 관한 것이다. 그러나 이 문헌에서도, 공급물 예열기의 열 픽업이 이코노마이저의 교환 용량을 조절함으로써 제어되는, 공급물의 열방식 크래킹 방법은 개시되어 있지 않다.

미국특허 제6,632,351호에는, 공급물을 액체 분획(liquid fraction)과 증기 분획(vaporous fraction)으로 분리하기 전에 분리할 공급물을 375℃ 이상의 온도로 가열하는 열분해 방법이 기재되어 있다.

EP-A 253 633에는 열교환기를 수용한 탄화수소 크래킹로가 기재되어 있다. 그 각각은 자체의 공급원료 서플라이를 가지고 있어서, 유량과 압력 강하가 독립적으로 제어될 수 있다. 그러나, 공급물 예열기의 열 픽업을 제어하고, 그 결과 공급원료의 증발 온도를 제어하는 것에 대해서는 제안되어 있지 않다.

앞에서 언급한 바와 같은 종래 기술의 방법은, 공급원료 특성의 변동, 크래킹 엄밀성(cracking severity), 스팀 희석비 및 노의 가동중지(turndown)와 같은 프로세스 조건의 변동에 대한 융통성 측면에서 제한되어 있다. 이것은 소정량의 과열된 희석 스트림의 혼합에 의해 분리를 제어하는 것은 단일 설계 케이스(single design case)에 근접한 조건에 대해서만 적합하다는 사실에 기인한다. 설계 케이스로부터 더 큰 편차에 있어서, 분리되는 액체의 양은 너무 많거나(부적당한 공정 효율) 또는 너무 적다(부적당한 분리, 하류 장치에서 파울링을 야기함).

아직도 공급원료, 특히 헤비 테일을 포함하는 공급원료를 크래킹하는 대안적 방법의 제공이 요망된다.

따라서, 본 발명의 목적은 프로세스가 수행되는 크래킹 설비의 파울링(코크스화(coking))을 야기하는 경향이 낮은, 탄화수소 공급물을 크래킹하는 새로운 방법을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은, 헤비 테일을 함유한 탄화수소 공급물과 같은 탄화수소 공급물의 새로운 크래킹 방법으로서, 공급원료 특성의 변동 및 요구되는 크래킹 엄밀성과 같은 프로세스 조건에서의 변동에 관해 양호한 융통성을 나타내는 크래킹 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한, 탄화수소 공급원료의 크래킹용 새로운 설비를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 크래킹 설비의 대류 섹션에 있는 연도 가스(flue gas)용 출구 또는 그 근방에서 프로세스 파라미터를 제어함으로써, 즉 크래킹 설비의 복사 섹션에서 공급원료를 크래킹하기 전에 크래킹 설비의 대류 섹션에서 공급원료를 예열하여 공급물 예열기(대류 섹션으로부터의 연도 가스용 출구 근방에 위치한 것)의 열 픽업을 제어함으로써, 특히 헤비 테일을 함유하는 공급원료와 같은 탄화수소 공급원료를 크래킹할 수 있음을 발견했다. 그와 같은 방법으로, 대류 섹션을 빠져나가는 연도 가스의 온도를 바람직하게 낮은 온도로 유지할 수 있다. 그 결과, 연도 가스로부터 높은 수준의 열 회수를 실현할 수 있다. 또한, 공급물 예열기의 열 픽업을 제어함으로써 공급원료 증발 온도를 제어할 수 있다.

따라서, 하나의 태양에서 본 발명은, 복사 섹션(6) 및 대류 섹션(7)을 포함하는 크래킹 설비에서 탄화수소 공급물을 열방식으로 크래킹하는 방법으로서,

탄화수소 공급원료는 상기 대류 섹션(7) 내에 존재하는 공급물 예열기(1)로 공급되고,

상기 공급물 예열기(1)의 열 픽업은 상기 대류 섹션(7) 내에 상기 공급물 예열기(1)와 상기 복사 섹션(6) 사이에 위치한 이코노마이저(9)의 열교환 용량을 조절함으로써 제어되고; 그 후 상기 예열기(1)에서 가열된 상기 공급물은 상기 복사 섹션(6)으로 이송되어 상기 복사 섹션(6)에서 크래킹되는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

예를 들면 이코노마이저를 통해 열교환 매체의 유량을 조절하는 것과 같이, 이코노마이저(9)의 열 용량을 조절함으로써, 공급물 예열기(1)의 열 픽업이 제어될 수 있다. 열 픽업을 제어함으로써 공급물 예열기의 출구에서 공급물의 증기 분획에 대한 액체 분획의 비를 조절할 수 있게 된다.

바람직하게는, 이코노마이저(9)에 부가하여, 예열기(1)와 대류 섹션(7)의 연도 가스용 출구 사이에 설치되는 또 다른 이코노마이저(8)가 사용된다.

상기 이코노마이저(9)는 통상적으로 이코노마이저(8)(예를 들면 도 1 참조)와 병렬로 유체 연통되어 조작된다. 이러한 이코노마이저를 통해, 부가적인 열교환 매체(보통은 보일러 공급수라 지칭되는 물)가 이송된다. 이러한 배치는 굴뚝(stack) 온도가 바람직한 온도, 특히 이코노마이저(8)의 입구에서의 열교환 매체의 온도보다 5∼20℃ 더 높은 온도로 유지되도록 하는 데 도움을 준다.

적절한 실시예에서, 이코노마이저(8)는 생략된다. 특히 그러한 실시예에서, 이코노마이저(9)에는 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 바이패스(통상적으로 병렬 유체 연통되어 있는)가 제공된다. 이코노마이저(9) 주위에 바이패스(x')를 설치하고 이코노마이저(8)을 생략하는 것은 통상적으로, 프로세스가 이코노마이저(9) 및 공급물 예열기에서 낮은 열 픽업을 필요로 할 때 더 높은 굴뚝 온도를 초래한다.

또 다른 태양에서, 본 발명은 복사 섹션과 대류 섹션을 포함하는 설비에서 탄화수소 공급원료를 열방식으로 크래킹하는 방법으로서, 출구에서의 연도 가스 온도가 약 150℃ 이하, 특히 약 90∼약 130℃의 범위, 보다 특별하게는 95∼130℃의 범위인 크래킹 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 굴뚝 온도를 원하는 범위 내로 유지하면서, 동시에 공급원료 특성의 변동, 크래킹 엄밀성, 희석 가스(스팀) 비율 및 노의 가동중지와 같은 프로세스 조건의 변동에 대한 높은 수준의 융통성을 가질 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 복사 섹션과 대류 섹션을 포함하는 설비 내에서 탄화수소 공급원료를 열방식으로 크래킹하는 방법으로서,

탄화수소 공급원료는 상기 대류 섹션(연도 가스 출구 근방) 내에 존재하는 공급물 예열기로 공급되고,

상기 공급물 예열기의 열 픽업은 상기 공급물 예열기와 상기 복사 섹션 사이의 대류 섹션 내에 위치한 이코노마이저의 열교환 용량을 조절함으로써 제어되고, 상기 이코노마이저에는 열교환 매체(특히 보일러 공급수)를 위한 바이패스가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법에 관한 것이다. 상기 이코노마이저의 열 픽업은 이코노마이저를 통과하는 열교환 매체의 유량을 조절함으로써 제어될 수 있다. 프로세스용으로 사용될 수 있는 나머지 열교환 매체는 바이패스로 우회하고, 이코노마이저의 출구에서 이코노마이저를 통하여 또는 스팀 드럼 내에서 열교환 매체와 혼합되고, 예열기에서 가열된 공급물은 그 후 복사 섹션에서 크래킹된다. 제1 및 제2 이코노마이저, 또는 이코노마이저와 바이패스를 이용함으로써, 굴뚝 온도를 원하는 범위 내로 유지하면서 공급물 예열기의 열 픽업을 제어할 수 있게 된다.

본 발명은 또한, 복사 섹션 및 대류 섹션을 포함하는 탄화수소 공급원료의 크래킹용 설비로서,

- 상기 복사 섹션 내에 존재하고 크래킹할 탄화수소 공급원료를 가열하기 위한 공급물 예열기,

- 대류 섹션 내에 상기 공급물 예열기와 상기 복사 섹션 사이에 위치하고, 열교환 용량이 컨트롤러에 의해 제어가능한 이코노마이저, 및

- 상기 가열된 공급물을 크래킹하기 위해, 상기 가열된 공급물을 상기 복사 섹션에 공급하기 위한 도관(conduit)

을 포함하는 크래킹용 설비에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 복사 섹션(6) 및 대류 섹션(7)을 포함하는 탄화수소 공급원료의 크래킹용 설비로서, 상기 대류 섹션에는

- 크래킹할 탄화수소 공급원료를 가열하기 위한 공급물 예열기(1)가 존재하고,

- 상기 공급물 예열기는 제1 이코노마이저(8)와 제2 이코노마이저(9) 사이에 위치하고, 상기 제1 이코노마이저(8)는 상기 대류 섹션 내에서 연도 가스 출구와 상기 공급물 예열기(1) 사이에 위치하고, 상기 제2 이코노마이저(9)는 상기 대류 섹션(7) 내에서 상기 공급물 예열기(1)와 상기 복사 섹션(6) 사이에 위치하고;

- 상기 가열된 공급물을 크래킹하기 위해, 상기 가열된 공급물을 상기 복사 섹션에 공급하기 위한 도관(g)이 설치되어 있는 것

을 특징으로 하는 크래킹용 설비에 관한 것이다.

상기 설비에서 제1 및 제2 이코노마이저는 통상적으로 유체 도관들이 병렬로 유체 연통되도록 배열된다. 또한, 상기 설비는 통상적으로 이코노마이저에서의 열 픽업을 조절하기 위한 컨트롤러, 특히 이코노마이저를 통한 열교환 매체의 유량을 조절하기 위한 컨트롤러를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 설비의 일 실시예로서, 2개 이상의 병렬 이코노마이저(의 사용)를 포함하는 설비의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 설비의 일 실시예로서, 이코노 마이저와 병렬로 연결되어 있는 바이패스의 사용을 포함하는 설비의 개략도이다.

도 3은 분리기에서 분리된 액체 분획의 적어도 일부가 프로세스에서 추가로 사용되는 실시예의 개략도이다.

도 4는 분리 온도 및 예열된 공급원료의 액체 퍼센트에 대한 본 발명의 설비(프로세스에서 사용되는) 내의 이코노마이저의 열교환 용량을 변동시키는 효과를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 코크스를 형성하는 경향이 낮은 프로세스 및 설비를 제공한다.

본 발명은 1종 이상의 올레핀을 포함하는 생성물 가스(product gas), 특히 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 올레핀을 포함하는 생성물 가스를 제공하는 데 매우 적합하다.

본 발명은 공급원료 조성의 변동에 관해 양호한 융통성을 나타내는 방법 및 설비를 제공한다.

미국특허 제5,580,443호에 기재되어 있는 바와 같은 종래의 설비 및 프로세스와 비교할 때, 본 발명에 따르면 예열기(존재할 경우, 분리 장치의 상류에 위치함)에서의 프로세스 스트림의 열 픽업이 넓은 범위에서 제어될 수 있기 때문에, 본 발명은 보다 효과적으로 조작하는 가능성을 제공한다. 공급물 예열기의 열 픽업은 본 발명에 따라 조절 가능하다. 상기 종래 기술에서, 열 픽업은 고정되고, 상기 종래 기술에서 사용되는 과열 희석 스팀의 가변 흐름의 듀티(duty)가 적절하고 융통성 있게 제어하기에는 너무 작다.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 특수하게 제어되는 방식으로 열 크래킹 프로세스 이전에 중질 분획의 분리를 가능하게 함으로써, 다양한 프로세스 조건(공급원료 특성의 변동, 크래킹 엄밀성, 스팀 희석비 및 노의 가동중지)에 대해 적절한 수준의 분리가 달성되고, 그와 동시에 모든 상기 다양한 크래킹 조건에 대해 대류 섹션에서의 열 회수에 의해 노의 높은 열효율이 유지된다.

달리 명시되지 않는 한, 대류 섹션에 제공된 어느 하나의 장치(예컨대 예열기, 이코노마이저, 과열기(superheater) 등)의 위치를 지칭할 때, 연도 가스용 출구에 비교적 근접하다고 할 경우에는 상기 장치가 상부(top)에 비교적 근접하다는 것을 의미할 수 있고, 복사 섹션에 비교적 근접하다고 할 경우에는 저부(bottom)에 비교적 근접하다는 것을 의미할 수 있다. 통상적으로, "상부에 있다"고 지칭되는 모듈은 "저부에 있다"고 지칭되는 모듈보다 수직으로 더 높은 위치에 있는 것이다. 그러나, "상부" 모듈과 "저부" 모듈이 동일한 수평면에 있는 경우를 배제하는 것은 아니다.

예를 들면, 예열기와 복사 섹션 사이에 위치하는 이코노마이저는 저부 이코노마이저라고 지칭될 수 있고(예열기에 비해 복사 섹션에 상대적으로 근접하므로), 예열기와 대류 섹션으로부터의 연도 가스용 출구 사이에 위치하는 이코노마이저는 상부 이코노마이저라고 지칭될 수 있다(예열기에 비해 연도 가스용 출구에 상대적으로 근접하므로).

본 명세서의 측면에서, 어느 하나의 장치가 본 발명에 따른 설비(사용되는)의 2개의 다른 부분 사이에 있다고 할 때, 그 장치는 상기 설비를 통한 연도 가스 의 유동 방향에서 볼 때 상기 두 부분 사이에 있는 것이다. 따라서, 상기 부분은 2개의 다른 부분에 의해 일반적으로 한정되는 (수직, 수평 또는 경사진) 평면에 있을 필요는 없다. 예를 들어, 복사 섹션(6)과 공급물 예열기(1) 사이에 위치한 희석 가스 예열기(10)는, 복사 섹션(6)의 수직 방향 상부에 있거나 예열기(1)의 수직 방향 하부에 있을 필요는 없다.

달리 명시되지 않는 한, 상류 및 하류라 함은 탄화수소 공급물 스트림에 상대적인 모듈의 위치에 대해 사용되는 용어이다. 따라서, 공급물 예열기(1)로의 입구는 복사 섹션(6)(복사 섹션 내 크래킹 코일(들))으로부터 상류에 있다.

본 명세서에서 사용되는 "약" 등의 용어는 특별히 10% 이하의 편차, 보다 특별히 5% 이하의 편차를 포함하는 것으로 정의된다.

공급물 예열기의 열 픽업은 본 명세서에서 공급물 예열기를 통과하는 공급원료가 탈취하는 열로서 정의된다. 이 용어는 또한 듀티라고 지칭될 수도 있다.

"고비점 분획" 및 "저비점 분획"이라 함은 본 명세서에서 특별히, 크래킹 이전에 공급물로부터 제거되는 분획(즉, 통상적으로 분리기의 액상에 잔류하는 분획) 및 복사 섹션에 공급되는 분획(즉, 통상적으로 분리기에서 증발되는 분획)을 지칭하는 데 사용된다. "비등 온도"가 "고비점 분획" 및 "저비점 분획"이라는 표현에서 지칭될 때에는 일반적으로 ASTM D2887과 같은 표준화된 시험법에 관한 것이며, 비등 온도는 가동 압력 및 공급물에 대한 희석 가스의 비율에 의해 영향을 받기 때문에, 반드시 분리가 일어나는 프로세스 조건 하의 실제 온도를 의미하는 것은 아니다.

탄화수소 공급물로서, 원칙적으로 열방식의 크래킹에 적합한 1종 이상의 탄화수소를 포함하는 임의의 공급물이 사용될 수 있다. 특히, 공급물은 에탄, 프로판, 부탄, 나프타, 케로센, 대기압 가스오일, 진공 가스오일, 중질 증류액(heavy distillate), 수소첨가 가스오일, 가스 응축물(condensate) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 성분을 포함할 수 있다. 적합한 공급원료로는 미국특허 제5,580,443호 및 제6,632,351호에 언급되어 있는 공급원료가 포함된다. 매우 적합한 공급원료는 다음과 같은 증발 특성 중 하나 이상을 가진 것이다: ASTM D-2887에 따라 판정된 값으로, 170℃에서 최대 70 중량%까지 증발되는 것, 200℃에서 최대 80 중량%까지 증발되는 것, 250℃에서 최대 90 중량%까지 증발되는 것, 350℃에서 최대 95 중량%까지 증발되는 것, 700℃에서 최대 99.9 중량%까지 증발되는 것.

특히, 본 발명의 방법은 헤비 테일을 함유한 탄화수소 공급물, 즉 타르와 같은 고비점 탄화수소; 고체 입자 및/또는 주의를 기울이지 않으면 코크스화를 야기할 수 있는 다른 성분들의 함량이 비교적 높은 탄화수소 공급물을 크래킹하는 데 유리하게 사용된다.

헤비 테일은 특히 공급원료가 300℃의 온도로 가열되었을 때, 보다 특별히 공급원료가 400℃, 더욱 특별히 500℃의 온도로 가열되었을 때 액체 분획에 남아 있는 공급원료의 분획이다(ASTM D-2887에 따라 판정된 값으로).

본 발명의 방법은 공급원료에서의 헤비 테일의 분획이 약 10 중량% 이하, 바람직하게는 약 1 중량% 이하, 보다 바람직하게는 약 0.2 중량% 이하인 공급원료를 처리하는 데 특히 유리하다. 헤비 테일 분획은 약 0.01 중량% 이상일 수 있고, 특히 약 0.1 중량% 이상, 보다 특별히 약 0.5 중량% 이상일 수 있다.

헤비 테일을 함유한 탄화수소 공급물의 예는 중질 천연가스 액(heavy natural gas liquid; HNGL)과 같은 천연 가스 응축물, 케로센, 대기압 가스 오일, 진공 오일, 중질 증류액 등을 포함한다.

복사 섹션의 설계는 특별히 중요하지는 않으며, 해당 분야에 알려져 있는 복사 섹션일 수 있다. 또한, 복사 섹션의 기본 설계는 해당 기술에 알려져 있는 바와 같을 수 있다(본 명세서에 기재된 바와 같은, 규정된 위치에 이코노마이저(들)과 같은 장치가 추가되어 있는 것). 복사 섹션과 대류 섹션의 예로는 본 명세서에 인용된 종래 기술에 기재된 것들, GK6^TM 크래킹로(Technip) 및 유럽특허 출원 제04075364.2호에 기재되어 있는 노가 포함된다.

또한, 크래킹 설비에서 사용되는 부품들 자체(예컨대, 공급물 예열기, 이코노마이저, 분리기, 컨트롤러 등)도 일반적으로 해당 기술에 알려져 있는 설계에 기초할 수 있다.

예열기에서 공급물이 가열되는 온도는 공급원료의 정확한 성질 및 복사 섹션에서 제조되는 제품의 원하는 성질에 따라 폭넓은 한계치 내에서 선택될 수 있다.

원칙적으로 예열기에서 공급물을 더 높은 온도로 가열하는 것이 가능하지만, 보통은 예열기에서 공급물을 200℃ 미만의 온도로 가열하면 충분하다. 바람직하게는, 예열기를 통과한 공급물의 온도가 약 170℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 약 140℃ 이하이다. 바람직하게는, 예열기를 통과한 공급물의 온도가 약 90℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 약 110℃ 이상이다. 이로써, 연도 가스 출구 온도가 비교적 낮을 수 있고, 그 결과 대류 섹션의 상부에서 공급 도관 내에 파울링/코크스 형성을 실질적으로 피할 수 있게 된다. 위에서 지적한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공급물 예열기의 열 픽업을 제어할 수 있다.

열교환 용량은 저부 이코노마이저(도면에서 9로 표시)에 의해 제어될 수 있다. 일반적으로, 필요할 경우, 예열기(2)(희석 가스-탄화수소 혼합물용)의 출구 및 분리기(3)의 입구에서의 액체 분획이 저부 이코노마이저를 통한 열교환 매체의 흐름을 감소시키고 그에 따라 저부 이코노마이저의 열 픽업을 증가시킴으로써 감소된다면, 공급물 예열기의 열 픽업은 증가된다. 열교환 용량 및 연도 가스 배출 온도는 부유될 수 있는 상부 이코노마이저의 열 픽업 및 공급물 예열기와 저부 이코노마이저의 열 픽업에 의존한다. 일반적으로, 필요할 경우, 예열기(2)(희석 가스-탄화수소 혼합물용)의 출구에서의 액체 분획이 저부 이코노마이저(9)의 열 픽업을 증가시킴으로써 감소된다면, 공급물 예열기의 용량은 증가된다. 연도 가스 배출 온도는 공급물 예열기(1) 상부에 이코노마이저(8)를 설치(가동)함으로써 낮게 유지될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 공급물 예열기(1)의 열 픽업 및/또는 연도 가스 배출 온도는, 예열기가 사이에 위치해 있는 제1(상부) 및 제2(저부) 이코노마이저를 통해 흐르는 열교환 매체(보통은 보일러 공급수)의 유량을 조절함으로써 제어된다. 특히, 제1 이코노마이저를 통과하는 흐름과 제2 이코노마이저를 통과하는 흐름의 비를 제어할 수 있다. 통상적으로 상기 비(상부로의 흐름/저부로의 흐름)는 (스팀/탄화수소) 예열기(2)의 출구 및 분리기(3)의 입구에서의 액체 분획이 증가될 경우에 감소된다.

공급물 예열기의 열 픽업은 필요할 경우 공급물 예열기 주위의 바이패스를 제어함으로써 더욱 감소될 수 있다. 이것은 제어된 양의 부가적(가열되지 않고 우회되는 공급물 예열기) 공급원료를 가열된 공급물에 혼합함으로써 달성될 수 있다. 일반적으로, 필요할 경우, 공급물 예열기를 통해 전량 유동시키고 저부 이코노마이저를 통해 열교환 매체를 감소시키면 공급물 예열기의 용량이 증가된다.

복사 섹션으로 진행하는 공급원료의 조성을 조절하기 위해 공급물 예열기 열 픽업(열교환 용량)을 제어할 수 있다. 일반적으로, 필요할 경우, 대상물의 고비점 분획에 대한 저비점 분획의 비를 감소시키면 공급물 예열기의 용량이 증가된다. 공급물 예열기 열 픽업은 저부 이코노마이저를 통한 열교환 매체의 흐름을 감소시킴(저부 이코노마이저의 열 픽업을 감소시킴)으로써 증가될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 방법은 예열기에서 가열된 공급물을 저비점(기체) 분획과 고비점(액체) 분획으로 분리시키고, 그 후 저비점 분획을 복사 섹션에서 크래킹하는 단계를 포함한다. 액체 분획은 크래킹되지 않은 상태로 폐시될 수 있다. 또한 액체 분획 또는 그의 일부를 프로세스에서 사용하는 것도 가능하다. 특히, 액체 분획(또는 그 일부)은 공급물 예열기(1)에 유입되기 전에 새로운 공급원료와 혼합될 수 있고, 및/또는 액체 분획(또는 그 일부)은 복사 섹션의 하류에서 사용될 수 있고, 특히 크래킹된 가스와 혼합될 수 있다.

본 발명에 따른 (방법에서 사용되는) 설비에서, 분리기는 일반적으로 공급물 예열기의 하류와 복사 섹션의 상류에 위치하고, 두 섹션 모두의 외부에 위치한다. 분리기로서는, 원칙적으로 상이한 비등 온도를 가진 탄화수소를 분리하는 데 적합한 임의의 분리기가 사용될 수 있다. 적합한 분리기의 예는 사이클론이다. 적합한 분리기의 예는 미국특허 제6,376,732호, 제5,580,443호 및 제6,632,351호에 기재되어 있다.

분리기에 유입되기 전에, 공급물(이하에서 추가로 설명하는 바와 같이, 통상적으로 희석 가스와 혼합됨)은, 크래킹할 공급물의 분획은 기화되고 공급물로부터 제거할 분획(고비점 분획)은 액체로 잔류하는 온도로 제2 예열기에서 추가로 가열되는 것이 보통이다.

공급물이 분리기에 유입되는 바람직한 온도는 공급원료 특성 및/또는 프로세스 조건, 그리고 원하는 생성물 가스에 의존한다. 원칙적으로 공급물을 375℃보다 높은 온도로 가열할 수 있지만, 일반적으로 공급물을 375℃ 미만, 특히 약 300℃ 이하, 바람직하게는 약 260℃ 이하의 온도로 가열하면 충분하다. 바람직한 온도 수준은 공급원료 특성에 의존한다. 유리한 양의 기화된 분획을 얻기 위해서, 공급물은 보통 약 190℃ 이상의 온도, 바람직하게는 약 205℃ 이상의 온도, 보다 바람직하게는 약 210℃ 이상의 온도로 가열된다.

서로 분리된 액체 분획과 증기 분획의 비는 폭넓은 한계 내에서 의도한 생성물 품질에 따라 선택될 수 있다. 통상 중량 기준 상기 비는 약 0.01 이상, 바람직하게는 약 0.02 이상이다. 실제로, 상기 비는 보통 약 0.7 이하이고, 바람직하게 는 약 0.35 이하, 보다 바람직하게는 약 0.1 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.04 이하이다.

본 발명에 따른 (방법에서 사용되는) 설비에는, 분리기에서 배출되는 증기의 온도를 기록하기 위한 입력부(input) 및/또는 분리기에서 배출되는 분획의 액체 유동을 기록하기 위한 입력부, 및 상기 유동 및/또는 이코노마이저의 열교환 매체의 온도를 기록하기 위한 출력부(output)를 포함하는 공급물 예열기 열 픽업 컨트롤러가 제공되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 컨트롤러는 계산기를 포함한다.

예열기에서 가열된 탄화수소 공급물은 크래킹 이전, 및 분리기가 사용될 경우에는 공급물을 액체 분획과 증기 분획으로 분리하기 전에 희석 가스와 혼합되는 것이 보통이다. 희석 가스의 예는 기화된 나프타, 정제 배출 가스, 질소, 메탄, 에탄, 스팀 및 이들의 혼합물이고, 여기서 스팀을 포함하는 희석 가스가 바람직하다.

탄화수소 공급물에 대한 희석 가스(스팀)의 (중량 대 중량) 비는 폭넓은 한계 내에서, 보통은 0.3∼1.0, 바람직하게는 0.4∼0.8 범위 내에서 선택될 수 있다.

일반적으로, 본 발명은 (코크스 형성을 피하기 위해) 프로세스 도중에 탄화수소 공급물에 대한 희석 가스의 비를 조절할 필요 없이 수행될 수 있다. 탄화수소 공급물에 대한 희석 가스의 비는 특히 탄화수소 공급원료의 품질이 본질적으로 일정할 경우에 필수적으로 일정하게 유지될 수 있는 한편, 코크스 형성의 가능성이 낮게 유지될 수 있다. 일반적으로, 본 발명에 따른 방법은 분리기에서 배출된 후 기상의 탄화수소 분획에 추가의 희석 가스를 혼합하지 않고 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것으로, 바람직한 프로세스를 위한 설비 및 프로세스 흐름도를 나타낸다. 가느다란(점선) 화살표는 데이터의 전달을 나타낸다. 굵은(직선) 화살표는 물질(예를 들면, 공급물, 희석 가스, 열교환 매체)의 흐름을 나타낸다. 모든 장치(예를 들면, 히터, 분리기, 컨트롤러 및 그 밖에 도시된 장치)가 본 발명의 모든 측면에서 필수적인 것은 아님을 알아야 한다. 그러한 장치들은 바람직한 것일 뿐이다.

공급물 흐름(feed flow)

공급원료(통상적으로는 헤비 테일을 함유한 공급원료)는 도관(a)을 통해 공급물 예열기(1)로 이송되고, 예열기에서 공급물은 예열되고(보통 90∼170℃ 범위의 온도, 특히 약 130℃로), 필요에 따라 부분적으로 기화된다.

도관(b)을 통해 공급물 예열기(1)의 출구에서 나오는 예열된 공급물은 이어서 희석 가스(스팀)(도관(j)로부터)와 혼합되는 것이 바람직하다. 희석 가스는 희석제가 도관(i)을 통해 이송되어 들어가는 희석 가스 과열기(10)에서 공급물과 혼합되기 전에 대류 섹션에서 가열되는 것이 바람직하다. 희석제 과열기(10)(존재할 경우)는 보통 대류 섹션(7)의 비교적 하부에 의치하고, 거기서 연도 가스의 온도는, 특히 복사 섹션(6)과 예열기(1) 사이(및 바람직하게는 복사 섹션과 공급물 예열기(존재할 경우, 4 및/또는 2) 사이에서 비교적 높다.

가열된 희석 가스(스팀)은 특히 공급원료가 나프타인 경우, 대류 섹션 외부에서 공급물 예열기(1)로부터의 공급물을 플래쉬(flash) 증발시키기 위해 사용될 수 있다.

추가의 공급원료를 도관(b) 내의 예열된 공급물에 공급하거나 또는 도관(c) 내의 희석 가스와 혼합된 예열된 공급물에 공급하기 위한 도관(a')이 설치될 수 있다.

예열된 공급물(바람직하게는 희석 가스와 혼합된)은 통상적으로 이어서 제2 예열기(2)(희석 가스/탄화수소 예열기라 지칭될 수 있음)로 이송되어, 크래킹할 분획이 증발되고 헤비 테일은 액체 분획에 아직 잔존해 있는 온도로 공급물을 승온시킴으로써, 헤비 테일은 증발된 분획으로부터 제거될 수 있게 된다.

도관(d)을 통해 예열기(2)에서 나오는 공급물의 온도는 190℃∼260℃, 특히 약 210℃인 것이 유리할 수 있다.

다음으로, 공급물은 도관(d)을 통해 공급물을 고비점 분획과 저비점 분획으로 분리하는 분리기(3)로 이송된다.

증발된 분획(저비점 분획)은 분리할 헤비 분획이 증가할 경우 감소될 것이다. 액체/기체 분리기(3)(예를 들면 사이클론 또는 녹아웃 용기(knock out vessel))는 저비점 분획(증기상) 스트림으로부터 고비점(액체) 탄화수소 및 다른 고비점 성분을 분리시킨다. 특히, 사이클론이나 녹아웃 용기가 사용될 경우, 상기 기/액 분리는 단일 이론단에 해당한다.

따라서, 특히 "헤비 테일"의 실제량을 초과하는 비교적 저비점 탄화수소의 소정량이 액상에 존재하는 실시예의 경우가 고효율 분리를 위해 바람직하다. 특히, 분리기에서 증기 분획으로부터 분리되는 공급물의 액체 분획이 헤비 테일에 더하여, 헤비 테일로 규정되지 않는 탄화수소(예를 들면 저비점 탄화수소)의 적어도 거의 동일한 양을 포함하는 것이 유리하다고 생각된다. 분리기에서 나오는 액체 분획의 중량이 실제 헤비 테일 중량의 약 2배 내지 약 20배인 프로세스가 매우 적합하다.

고비점 분획은 도관(h)을 통해 분리기(3)로부터 제거되고(전형적으로는 액체로서), 폐기될 수 있다. 저비점 분획은 크래킹할 분획으로서, 도관(e, f, g)을 통해 복사 섹션(6)을 향해 이송된다.

도관(g)을 통해 복사 섹션(6)으로(전형적으로는 도시되지 않은 크래킹 코일로) 공급되기 전에, 저비점 분획은 하나 이상의 추가적인 공급물 예열기(예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 도관(f)을 통해 연결된 (4) 및 (5))에서 추가로 가열되는 것이 바람직하다. 그러한 예열기(들)은 통상적으로 대류 섹션의 하부에 위치하고, 거기서 연도 가스는 상부에 비해 더 높은 온도를 가진다.

공급물 예열기(4)는 특히 예열기(1)(존재할 경우, (1) 및 (2))와 복사 섹션 사이에 위치할 수 있다. 예열기(4)는 예열기(1)(존재할 경우, (1) 및 (2))와 존재할 경우, 희석 가스 예열기(10) 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

공급물 예열기(5)는 모든 예열기, 특히 모든 공급물 예열기의 복사 섹션에 가장 근접하게 위치할 수 있다. 따라서, 공급물 예열기는 복사 섹션(6)과 공급물 예열기(1)(존재할 경우, 특히 (2), 더욱 특별하게는 (4)) 사이에 존재하는 것이 바람직하다. 대류 섹션에 희석 가스 예열기(10)가 제공되어 있는 경우에, 예열기(5)는 희석 가스 예열기(10)와 복사 섹션 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

공급물은 최종 예열기(특히 예열기(5))에서 약 550℃ 내지 약 650℃의 온도 로 가열된 다음, 도관(g)을 통해 복사 섹션으로 공급되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 크래킹로는 하나 이상의 고압 스팀 과열기를 포함한다. 도 1에는 이러한 과열기 2개(15, 16)가 제공되어 있다. 존재할 경우, 상기 과열기(들)은 대류 섹션에서 비교적 하부, 특히 희석 가스 예열기(10) 및 공급물 예열기(1, 2, 4)(이들 예열기가 존재하는 경우)보다 복사 섹션에 더 가깝게 존재하는 것이 바람직하다.

존재할 경우, 고압 스팀 과열기는 크래킹로에서 생성된 포화 스팀을 과열하는 데 사용될 수 있다. 포화 스팀은 복사 섹션의 하류에 위치한 이송라인 교환기에 의해 생성된다.

제어/조절(controlling/regulating)

특히 분리기가 사용될 경우, 서로 분리되어야 하는 분획들의 중량비(그에 따라 크래킹할 분획의 크기)를 한정하기 위한 중요한 측면은, 예열기(2)의 출구에서의 온도이다(분리기에 공급되는 액체 분획의 양을 결정함). 이 온도는 "샌드위치형' 공급물 예열기 형태를 구비한 공급물 예열기(1)의 열 픽업을 제어함으로써 유리하게 제어될 수 있다. 상기 "샌드위치형' 공급물 예열기 형태는 적어도 2개의 이코노마이저 대류 섹션 뱅크(bank)(이코노마이저(8, 9)) 사이에 위치한 공급물 예열기(1)를 포괄한다.

본 발명에 따르면, 공급물 예열기의 열 픽업을 조절함으로써, 특히 이코노마이저(9) 위의 열교환 매체(보통 보일러 공급수)의 유량을 조절함으로써 헤비 테일의 제거를 적절하게 제어할 수 있다.

그 결과, 공급물 예열기(1)(바람직하게는 "샌드위치형")의 입구에서 연도 가스 온도가 조절될 수 있고, 그에 따라 이 공급물 예열기(1)의 열 픽업 제어에 대한 자유도가 형성되어, 원하는 양의 헤비 테일 액체가, 보통은 추가로 예열되고 과열된 희석 스팀과 같은 희석 가스와 혼합된 후 하류에서 분리될 수 있다(전술한 내용 참조).

상부 이코노마이저(8)는 굴뚝 온도 및 대응하는 노 효율이 최신 산업 표준에 준하는 수준으로 유지될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이 바람직하다. 이렇게 해서, 약 94% 이상의 효율을 달성할 수 있는 것으로 예상된다.

특히 추가적 열 회수가 중요하지 않거나 별 의미가 없을 경우에는 상부 이코노마이저(8)는 생략해도 된다. 이 경우, 단일 이코노마이저, 예를 들면 특히 도 2에 나타낸 바와 같이, 바이패스를 구비한 저부 이코노마이저(9)가 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 열교환 매체는 부분적으로 이코노마이저(9)를 통해 이송되고, 부분적으로는 이코노마이저를 통해 이송되지 않고 스팀 드럼(12)으로 공급된다. 이것은 보통 연도 가스로부터 과잉 열의 낮은 수준의 회수를 초래하지만, 투자비가 낮은 약간 간단한 설계를 제공한다는 이점을 가진다.

이코노마이저(9)의 열교환 용량을 제어하는 것과 관련하여, 상기 용량은 상기 이코노마이저(9)로(도관(l)을 통해) 이송되어 이코노마이저(들)로부터(도관(k)을 통해), 예를 들면, 스팀 드럼으로 이송되는 열교환 매체의 유량을 조절함으로써 맞추어질 수 있다. 스팀 드럼은 이송라인 교환기용으로 사용될 수 있는 열교환 매체(보일러수)용 홀드업(hold-up) 역할을 하고, 포화 스팀을 생성하기 위해 존재할 수 있으며, 복사 섹션의 하류에서 사용될 수 있다. 도관(l)을 통과하는 흐름은

공급물 예열기 열 픽업 계산기(14)로부터 수신하는 입력에 기초하여 도관(l)에서 밸브를 조절하는 유량 컨트롤러(FC1)에 의해 조절되는 것이 유리하다. 전형적인 입력 파라미터는 도관(e) 내 기화된 탄화수소 공급물(분리기(3)에서 배출되어 나왔을 때)의 온도, 및 도관(h)에 있는 액체 분획(분리기(3)에서 탄화수소 공급물로부터 제거된)의 유동 체적이다. 사용될 수 있는 추가의 입력으로는 노 용량 및 스팀 대 오일의 비가 포함된다.

이코노마이저(8)의 용량은 도관(l')에서 밸브를 제어하는 유량 컨트롤러(FC2)에 의해 적절하게 조절될 수 있다. 상기 컨트롤러(FC2)는 스팀 드럼 레벨 컨트롤러(13)로부터 수신하는 입력에 기초하여 유량을 조절할 수 있으며, 상기 스팀 드럼 레벨 컨트롤러는 전형적으로 FC1에 의해 제어되는 흐름의 성질, 스팀 드럼(12) 레벨 및 송출 스팀 유량을 입력으로서 사용한다.

도관의 코크스화를 초래하는 경향이 낮도록(그럼으로써 유지보수가 필요하지 않고 프로세스를 정지시킬 필요 없이 프로세스가 계속될 수 있는 지속성을 향상시키도록) 프로세스를 제어하는 데 사용될 수 있는 또 다른 인자는, 공급물 예열기를 우회하는 공급물 흐름이다.

이 파라미터는 특히 노 용량 컨트롤러(11)를 통해 제어되는데, 이것은 입력에 대한 그의 출력을, 노에 대한 총 공급 용량 "a+a'" 및 오퍼레이터에 의해 설정되는 공급물 예열기의 바이패스를 통한 공급 용량 "a'", FC3, FC4 및 FC5를 통해 모니터되는 도관(a), 도관(a') 및 도관(i)을 통한 실제 흐름을 기초로 할 수 있다. 노 용량 컨트롤러(11)는 또한 공급물 및 희석 스팀을 제어하는 데 사용될 수 있다.

도 3은 분리기(3)로부터의 유출액(liquid effluent)이 프로세스(도 1 또는 도 2에 나타낸 바와 같은)에서 부분적으로 또는 완전히 추가 사용될 수 있는 방법을 나타낸다. 대류 섹션 내 개별적 엘리먼트들과 그 제어에 대해서는 도시되어 있지 않다. 분리기로부터의 유출액은 도관(h, n)을 통해 공급물 예열기(1)(도시되지 않음)로 이어지는 도관(a) 내로 (부분적으로) 반송될 수 있다. 상기 유출액은 전형적으로 하나 이상의 이송라인 교환기(17)의 하류에서 크래킹된 생성물 가스와 (부분적으로) 혼합될 수 있고, 상기 이송라인 교환기의 공급수 도관은 통상적으로 도관(h, o)을 통해 스팀 드럼(도시되지 않음)과 유체로 연통되어 있다. 상기 유출액은 도관(h, m)을 통해 프로세스로부터 (부분적으로) 제거될 수 있다.

실시예 (시뮬레이션 실험)

천연 가스 응축물 공급원료를 도 2에 도시된 바와 같은 설비를 통과시킨다. 하부 이코노마이저(9)를 통한 보일러 공급수의 유량은 양 이코노마이저를 통한 보일러 공급수의 총유량의 퍼센트로서 변동된다. 이코노마이저(9)를 통한 흐름의 효과를 도 4에 나타낸다.

도 4는 이 실시예에서, 하부 이코노마이저를 통한 유량을 보일러 공급수의 총유량의 약 10%인 값으로 제어하여, 약 0.5 중량%의 액체 분리도를 가져옴으로써 달성된다는 것을 나타낸다. 하부 이코노마이저를 통한 유량을 보일러 공급수의 총유량의 약 27%인 값으로 증가시킴으로써, 이코노마이저의 열 픽업이 증가된다. 그 결과, 상부에 위치하는 공급물 예열기의 열 픽업이 감소된다. 추가적인 결과로서, 분리 온도가 약 219℃로 저하되고, 액체 분리도는 약 1.7%로 증가된다.

이 실시예는 공급물 예열기의 열 픽업 및 그에 따른 공급원료의 분리 온도는 이코노마이저(9)의 열교환 용량을 조절함으로써 제어될 수 있다는 것을 나타낸다. 그 결과, 액체 퍼센트는 원하는 바에 따라 제어되고 조절될 수 있다. 이러한 사실은 특히 크래킹할 공급원료의 부분으로부터 공급원료의 헤비 테일을 효율적으로 제거할 수 있게 한다.

Claims (20)

1. 복사 섹션(radiant section)(6) 및 대류 섹션(convection section)(7)을 포함하는 크래킹 설비에서 탄화수소 공급물(feedstock)을 열방식으로 크래킹하는 방법으로서,

   탄화수소 공급원료는 상기 대류 섹션(7) 내에 존재하는 공급물 예열기(feed preheater)(1)로 공급되고,

   상기 공급물 예열기(1)의 열 픽업(heat pick-up)은, 상기 대류 섹션(7) 내에 상기 공급물 예열기(1)와 상기 복사 섹션(6) 사이에 위치한 이코노마이저(economiser)(9)의 열교환 용량을 조절함으로써 제어되고; 그 후 상기 예열기(1)에서 가열된 상기 공급물은 상기 복사 섹션(6)으로 이송되어 상기 복사 섹션(6)에서 크래킹되는 것을 특징으로 하는

   크래킹 방법.
2. 제1항에 있어서,

   제1 이코노마이저(8) 및 제2 이코노마이저(9)가 존재하고, 상기 제1 이코노마이저(8)는 상기 대류 섹션 내에 상기 대류 섹션의 연도 가스(flue gas) 출구와 상기 공급물 예열기(1) 사이에 위치하고, 상기 제2 이코노마이저(9)는 제1항에 기재된 이코노마이저로서 상기 대류 섹션(7) 내에 상기 공급물 예열기(1)와 상기 복사 섹션(6) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이코노마이저(9)가 바이패스(bypass)(x')와 유체로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공급물 예열기의 열 픽업은 상기 이코노마이저(9)를 통하여 흐르는 열교환 매체의 유량을 조절함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공급물 예열기로부터 유출된 후, 가열된 상기 공급물은 증기 분획(vaporous fraction)과 액체 분획(liquid fraction)으로 분리되고, 상기 증기 분획 중 적어도 일부는 상기 복사 섹션에서 크래킹되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 공급물 예열기에서 가열된 상기 공급물은 상기 분리 단계 이전에 희석 가스와 혼합되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 증기 분획이, 고비점 분획으로부터 분리된 후 희석 가스에 의해 추가로 희석되지 않고 크래킹되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공급물이 약 190℃ 내지 약 260℃ 범위의 온도에서 액체 분획과 증기 분획으로 분리되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공급물은 헤비 테일(heavy tail)을 포함하고, 상기 헤비 테일은 바람직하게 상기 공급물의 약 10 중량% 이하, 보다 바람직하게는 상기 공급물의 약 1 중량% 이하, 그보다 더 바람직하게는 상기 공급물의 약 0.2 중량% 이하를 형성하는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 공급물이 다음과 같은 특성을 가진 것을 특징으로 하는 크래킹 방법: ASTM D-2887에 의해 판정한 값으로, 170℃에서 70 중량% 이하의 양이 증발되고, 200℃에서 80 중량% 이하의 양이 증발되고, 250℃에서 90 중량% 이하의 양이 증발되고, 350℃에서 95 중량% 이하의 양이 증발되고, 및/또는 700℃에서 99.9 중량% 이하의 양이 증발됨.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 대류 섹션의 출구에서의 연도 가스의 온도가, 약 150℃ 이하의 범위, 바람직하게는 약 90℃ 내지 약 130℃ 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 방법은, 크래킹 이전에 상기 공급원료를 희석 가스와 혼합하는 단계를 포함하고, 상기 희석 가스에 대한 상기 공급원료의 비는 본질적으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 크래킹 방법.
13. 복사 섹션 및 대류 섹션을 포함하는 탄화수소 공급원료의 크래킹용 설비로서,

    - 상기 복사 섹션 내에 존재하고, 크래킹할 탄화수소 공급원료를 가열하기 위한 공급물 예열기,

    - 상기 대류 섹션 내에 상기 공급물 예열기와 상기 복사 섹션 사이에 위치하고, 열교환 용량이 컨트롤러에 의해 제어가능한 이코노마이저, 및

    - 상기 가열된 공급물을 크래킹하기 위해, 상기 가열된 공급물을 상기 복사 섹션에 공급하기 위한 도관(conduit)

    을 포함하는 크래킹용 설비.
14. 복사 섹션 및 대류 섹션을 포함하는 탄화수소 공급원료의 크래킹용 설비, 특히 제13항에 따른 크래킹용 설비로서, 상기 대류 섹션에는

    - 크래킹할 탄화수소 공급원료를 가열하기 위한 공급물 예열기가 존재하고,

    - 상기 공급물 예열기는 제1 이코노마이저와 제2 이코노마이저 사이에 위치하고, 상기 제1 이코노마이저는 상기 대류 섹션 내에서 연도 가스 출구와 상기 공급물 예열기 사이에 위치하고, 상기 제2 이코노마이저는 상기 대류 섹션 내에서 상기 공급물 예열기와 상기 복사 섹션 사이에 위치하고;

    - 상기 가열된 공급물을 크래킹하기 위해, 상기 가열된 공급물을 상기 복사 섹션에 공급하기 위한 도관이 설치되어 있는 것

    을 특징으로 하는 크래킹용 설비.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 공급물 예열기와 상기 복사 섹션 사이에 위치한 상기 이코노마이저는 바이패스에 의해 병렬로 유체 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 크래킹용 설비.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 대류 섹션 내에 상기 공급물 예열기와 상기 복사 섹션 사이에 위치한 상기 이코노마이저의 열교환 용량을 조절하기 위한 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 크래킹용 설비.
17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 설비에는 상기 공급원료의 액체 분획으로부터 상기 공급원료의 증기 분획을 분리하기 위한 분리기가 제공되어 있고, 상기 분리기는 상기 예열기의 공급물 출구의 하류 및 상기 복사 섹션의 상류에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 크래킹용 설비.
18. 제17항에 있어서,

    상기 설비에는 공급물 예열기 열 픽업 컨트롤러가 제공되어 있고, 상기 컨트롤러는, 상기 분리기에서 유출되는 증기의 온도를 기록하기 위한 입력부(input) 및/또는 상기 분리기에서 유출되는 분획의 액체 유량을 기록하기 위한 입력부, 및 상기 이코노마이저의 열교환 매체의 유량 및/또는 온도를 조절하기 위한 출력부(outlet)를 포함하는 것을 특징으로 하는 크래킹용 설비.
19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 설비에는, 상기 분리기의 상류에 상기 탄화수소 공급물을 희석 가스와 혼합시키기 위한 믹서가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 크래킹용 설비.
20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 설비를 사용하는 단계를 포함하는, 선택적으로 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 크래킹 방법.

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