KR20120003872A - Processing of organic acids containing hydrocarbons - Google Patents

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Abstract

유기산 함유 탄화수소류 공급물을 열 크래킹하는 방법으로서, 상기 공급물은 먼저 기화 단계에서 처리된 후, 열 크래킹을 받게 된다.A method of thermal cracking an organic acid containing hydrocarbon feed, wherein the feed is first treated in a vaporization step and then subjected to thermal cracking.

Description

유기산 함유 탄화수소의 처리 {PROCESSING OF ORGANIC ACIDS CONTAINING HYDROCARBONS}Treatment of Organic Acid-Containing Hydrocarbons {PROCESSING OF ORGANIC ACIDS CONTAINING HYDROCARBONS}

본 발명은, 적어도 하나의 열 크래킹 노 (thermal cracking furnace) 와 조합한 증발 유닛을 사용하여, 산 (aicd) 함유 탄화수소 공급물을 열 크래킹하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to thermal cracking an acid containing hydrocarbon feed using an evaporation unit in combination with at least one thermal cracking furnace.

탄화수소의 열 크래킹 (열분해) 은, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 부타디엔과 같은 올레핀 및 벤젠, 톨루엔 및 자일렌과 같은 방향족의 제조에 폭넓게 사용되는 석유화학 공정이다.Thermal cracking (pyrolysis) of hydrocarbons is a petrochemical process widely used in the production of olefins such as ethylene, propylene, butene, butadiene and aromatics such as benzene, toluene and xylene.

기본적으로, 탄화수소 함유 공급원료는 희석제로 작용하는 증기와 혼합되어, 탄화수소 분자를 분리된 상태로 유지한다. 증기/탄화수소 혼합물은 노의 대류 구역내에서 약 900 내지 약 1,000 화씨온도 (℉) 로 예열된 후, 반응 (복사) 구역으로 들어가서, 여기서 약 1,400 내지 약 1,550 ℉ 범위의 극한의 탄화수소 열 크래킹 온도로 매우 신속하게 가열된다. 열 크래킹은 어떠한 촉매의 도움없이 수행된다.Basically, the hydrocarbon-containing feedstock is mixed with the vapor, which acts as a diluent, to keep the hydrocarbon molecules separate. The steam / hydrocarbon mixture is preheated to about 900 to about 1,000 degrees Fahrenheit (° F) in the convection zone of the furnace, and then enters the reaction (radiation) zone, where it is subjected to an extreme hydrocarbon heat cracking temperature in the range of about 1,400 to about 1,550 ° F. Heats up very quickly Thermal cracking is carried out without the aid of any catalyst.

이러한 공정은 약 10 내지 약 30 psig 범위의 반응 구역내 압력에서 열분해 노 (증기 크래커) 내에서 수행된다. 열분해 노는 내부적으로 대류 섹션 (구역) 및 별도의 복사 섹션 (구역) 을 갖는다. 예열 기능은 주로 대류 섹션내에서 수행되는 반면, 극심한 크래킹은 대부분 복사 섹션내에서 일어난다.This process is carried out in a pyrolysis furnace (steam cracker) at a pressure in the reaction zone in the range of about 10 to about 30 psig. The pyrolysis furnace internally has a convection section (zone) and a separate radiation section (zone). The preheating function is mainly performed in the convection section, while the extreme cracking mostly occurs in the radiation section.

열 크래킹 후에, 열분해 노로의 주공급물의 성질에 따라, 이 노로부터의 배출물이 매우 다양한 가스성 탄화수소, 예를 들어, 분자당 1 내지 35 개의 탄소원자를 함유할 수 있다. 이러한 가스성 탄화수소는 포화, 단일 불포화 및 다가 불포화될 수 있고, 또한 지방족, 지환족 및/또는 방향족일 수 있다. 크래킹된 가스는 상당량의 분자 수소 (수소) 또한 함유할 수 있다.After thermal cracking, depending on the nature of the main feed to the pyrolysis furnace, the emissions from this furnace may contain a wide variety of gaseous hydrocarbons, for example 1 to 35 carbon atoms per molecule. Such gaseous hydrocarbons may be saturated, monounsaturated and polyunsaturated, and may also be aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic. The cracked gas may also contain significant amounts of molecular hydrogen (hydrogen).

그 후, 크래킹된 생성물은 올레핀 제조 설비내에서 추가 처리되어, 설비의 생성물로서, 고순도의 다양한 분리된 개별 스트림, 예를 들어, 수소, 에틸렌, 프로필렌, 분자당 4 개의 탄소 원자를 갖는 혼합 탄화수소, 연료 오일 및 열분해 가솔린을 생성한다. 상기 각각의 분리된 개별 스트림은 그 자체로 중요한 상업용 생성물이다. 따라서, 올레핀 제조 설비는 최근 전체 원유 (crude) 스트림 또는 응축물의 일부 (분획물) 를 취하여, 이로부터 다수의 분리된 중요한 생성물을 만들어낸다.The cracked product is then further processed in an olefins production plant to produce, as a product of the plant, a variety of separate individual streams of high purity, for example hydrogen, ethylene, propylene, mixed hydrocarbons having four carbon atoms per molecule, Produces fuel oil and pyrolysis gasoline. Each separate individual stream is itself an important commercial product. Thus, the olefin manufacturing plant recently takes a whole crude stream or a portion (fraction) of condensate, from which a number of separated important products are produced.

열 크래킹은 1913 년에 사용되기 시작하였으며, 에틸렌 제조를 위한 크래킹 노로의 주공급물로서의 가스성 에탄에 처음으로 적용되었다. 그 이후로, 산업에서는 보다 중질의 그리고 보다 복합적인 탄화수소류 가스성 및/또는 액체 공급물을 크래킹 노를 위한 주공급물로 사용하는 것으로 발전시켜왔다. 이러한 공급물은 이제 열 크래킹 동안에 본질적으로 전체적으로 기화되는 전체적 원유 또는 응축물의 분획물을 사용할 수 있다. 크래킹된 생성물은, 예를 들어 약 1 중량퍼센트 (중량%) 의 수소, 약 10 중량% 의 메탄, 약 25 중량% 의 에틸렌, 및 약 17 중량% 의 프로필렌을 함유할 수 있고, 모든 중량%는 그 생성물의 총중량에 대한 것이며, 나머지는 대부분 분자당 4 내지 35 개의 탄소 원자를 갖는 다른 탄화수소 분자로 구성된다.Thermal cracking began to be used in 1913 and was first applied to gaseous ethane as the main feed of cracking furnaces for ethylene production. Since then, the industry has evolved to use heavier and more complex hydrocarbon gaseous and / or liquid feeds as the main feed for cracking furnaces. These feeds can now use fractions of whole crude oil or condensate that essentially vaporize completely during thermal cracking. The cracked product may contain, for example, about 1 weight percent (wt%) of hydrogen, about 10 wt% methane, about 25 wt% ethylene, and about 17 wt% propylene, all weight percent It is relative to the total weight of the product and the remainder consists mostly of other hydrocarbon molecules having 4 to 35 carbon atoms per molecule.

천연 가스 및 전체 원유(들)는 폭넓게 변하는 공극으로 된 다수의 지하지질학 구조(구조들) (subterraneangeological formation) 에서 자연적으로 형성된다. 이러한 구조의 대부분은 불침투성 암석층으로 덮인다. 천연 가스 및 전체 원유(원유)는 또한 지구 표면 아래의 다양한 층위학 트랩 (stratigraphic trap) 에 축적된다. 따라서, 천연 가스 및/또는 원유 둘 다의 거대한 양이 집속되어, 지구 표면 아래의 다양한 깊이에서 탄화수소 지지 구조를 형성하게 된다. 이러한 천연가스의 대부분은 원유와 물리적으로 밀접하게 되어, 원유로부터 다수의 경질 분자를 흡수하게 된다.Natural gas and the entire crude oil (s) are naturally formed in a number of subterraneangeological formations of widely varying pores. Most of these structures are covered with impermeable rock layers. Natural gas and whole crude oil (crude oil) also accumulate in various stratigraphic traps below the earth's surface. Thus, a huge amount of both natural gas and / or crude oil is concentrated to form a hydrocarbon support structure at various depths below the earth's surface. Most of these natural gases are physically in close contact with crude oil, absorbing a number of light molecules from the crude oil.

시추공 (well bore) 이 지구내로 뚫고들어가 이러한 탄화수소 지지 구조 중 하나 이상에 구멍을 내면, 천연가스 및/또는 원유가 시추공을 통해 지구 표면까지 회수될 수 있다.When a well bore penetrates into the earth and drills one or more of these hydrocarbon support structures, natural gas and / or crude oil can be recovered through the borehole to the earth's surface.

본 명세서에서 사용되는 "전체 원유" 및 "원유" 라는 용어는 존재할 수 있는어떠한 천연가스로부터 분리된 시추헤드 (wellhead) 로부터 나오는 것과 같이 (지구 표면에서의 일반적으로 우세한 조건의 온도 및 압력에서) 액체인 원유를 의미하고, 원유가 원유 정제장치 및/또는 이러한 정제장치내의 종래의 증류부로 이동할 수 있도록 하기 위한 어떠한 처리를 제외한다. 상기 처리는 탈염과 같은 단계를 포함할 것이다. 따라서, 이는 정제장치내에서 증류 또는 다른 분획화에 적절하지만, 어떠한 이러한 증류 또는 분획화를 거치지 않은 원유이다. 이는 아스팔텐 또는 타르와 같은 비등하지 않는 실체물 (entities) 을 포함할 수 있으나, 항상 필수적인 것은 아니다. 이와 같이, 불가능하지는 않지만 전체 원유에 대한 비등 범위를 제공하는 것이 어렵다. 따라서, 전체 원유는, 어떠한 선행 분획화없이, 적용가능성이 암시하는 바와 같이, 오일 필드 파이프라인 및/또는 종래의 원유 저장 설비로부터 그대로 하나 이상의 원유일 수 있다.As used herein, the terms "whole crude oil" and "crude oil" refer to liquids (at temperatures and pressures generally prevailing at the earth's surface), such as from wellheads separated from any natural gas that may be present. Phosphorus crude oil, excluding any processing to allow crude oil to be transferred to crude oil refinery and / or conventional distillation units in such refinery. The treatment will include steps such as desalting. Thus, it is crude oil suitable for distillation or other fractionation in refineries, but without any such distillation or fractionation. This may include non-boiling entities such as asphaltene or tar, but is not always necessary. As such, it is difficult but not impossible to provide a boiling range for the entire crude oil. Thus, the entire crude oil may be one or more crude oils as is from oil field pipelines and / or conventional crude oil storage facilities, as applicability suggests, without any prior fractionation.

천연 가스도 원유와 같이 지구 표면에 생성시 그 조성이 매우 다양하나, 일반적으로 상당량, 대부분 주된 양의, 즉, 약 50 중량퍼센트 (중량%) 이상의 메탄을 함유한다. 천연 가스는 또한 소량 (약 50 중량% 미만), 흔히 약 20 중량% 미만의 에탄, 프로판, 부탄, 질소, 이산화탄소, 황화수소 등의 하나 이상을 흔히 보유한다. 지구로부터 생성되는, 전부는 아니지만 대부분의 천연 가스 스트림은 소량 (약 50 중량% 미만), 흔히 약 20 중량% 미만의, 지구 표면에서 일반적으로 우세한 주위 대기 조건의 온도 및 압력에서 가스성이 아니고, 일단 지구 표면에 생성되면 천연 가스로부터 응축되어 나올 수 있는, 분자당 5 내지 12 개의 탄소원자 (C5 내지 C12) 를 갖는 탄화수소를 함유할 수 있다. 모든 중량% 는 해당 천연 가스 스트림의 총 중량에 대한 것이다.Natural gas, like crude oil, varies greatly in composition when produced on the earth's surface, but generally contains a significant amount, mostly major amounts, of about 50% by weight (% by weight) or more of methane. Natural gas also often contains small amounts (less than about 50% by weight), often less than about 20% by weight, of one or more of ethane, propane, butane, nitrogen, carbon dioxide, hydrogen sulfide, and the like. Most, but not all, natural gas streams produced from the earth are not gaseous at small temperatures (less than about 50 weight percent), often less than about 20 weight percent, at temperatures and pressures of ambient atmospheric conditions generally prevailing at the earth's surface, Once produced on the earth's surface, it may contain hydrocarbons having 5 to 12 carbon atoms (C5 to C12) per molecule, which may condense out of natural gas. All weight percentages are relative to the total weight of the natural gas stream in question.

다양한 천연 가스 스트림이 지구 표면에 생성되는 경우, 탄화 수소 조성물은, 흔히 스트림이 집속되는 지구 표면에서의 우세한 조건의 온도 및 압력하에서 생성된 천연 가스 스트림으로부터 자연적으로 응축되어 나온다. 따라서, 동일한 우세한 조건하에서 일반적으로 가스성인 천연 가스로부터 분리된 일반적 액체 탄화수소류 응축물이 생성된다. 일반적으로 가스성의 천연가스는 메탄, 에탄, 프로판, 및 부탄을 함유할 수 있다. 생성된 천연 가스 스트림으로부터 응축된 일반적 액체 탄화수소 분획물을 일반적으로 "응축물" 이라 하고, 일반적으로 부탄보다 더 중질인 분자 (C5 내지 약 C20 또는 약간 고차일 수 있음) 를 함유한다. 생성된 천연 가스로부터의 분리후에, 이 액체 응축물 분획물은 일반적으로 천연 가스라고 하는 나머지 가스성 분획물과는 별도로 처리된다.When various natural gas streams are produced at the earth's surface, the hydrocarbon composition naturally condenses out of the natural gas stream produced under temperature and pressure at prevailing conditions at the earth's surface where the stream is focused. Thus, a general liquid hydrocarbon condensate is produced which is separated from natural gas which is generally gaseous under the same prevailing conditions. In general, gaseous natural gas may contain methane, ethane, propane, and butane. Common liquid hydrocarbon fractions condensed from the resulting natural gas stream are generally referred to as “condensates” and generally contain molecules heavier than butane (which may be C5 to about C20 or slightly higher). After separation from the resulting natural gas, this liquid condensate fraction is treated separately from the remaining gaseous fraction, commonly referred to as natural gas.

따라서, 지구 표면에 먼저 생성된 천연 가스 스트림으로부터 회수된 응축물은 천연 가스 (주로, 메탄) 와 정확히 동일한 물질, 조성이 아니다. 어떤 것도원유와 동일한 물질, 조성이 아니다. 응축물은 일반적 가스성 천연 가스 및 일반적 액체 전체 원유 사이의 틈새를 차지한다. 응축물은 일반적 가스성 천연 가스보다 중질의 탄화수소를 함유하고, 전체 원유의 가장 경질의 종점에 있는 탄화수소 범위의 탄화수소를 함유한다.Thus, the condensate recovered from the natural gas stream first produced on the earth's surface is not exactly the same material, composition as natural gas (mainly methane). Nothing is the same substance, composition as crude oil. Condensate occupies the gap between the general gaseous natural gas and the general liquid whole crude oil. Condensates contain hydrocarbons heavier than ordinary gaseous natural gas and contain hydrocarbons in the hydrocarbon range at the lightest end point of the entire crude oil.

응축물은 원유와는 달리 비등점 범위에 의해 특징지을 수 있다. 응축물은 일반적으로 약 100 내지 약 650℉ 범위에서 비등한다. 이러한 비등 범위로, 응축물은 매우 다양한 탄화수소류 물질을 함유한다. 이러한 물질은 일반적으로 나프타, 등유, 디젤 연료(들), 및 가스 오일 (연료 오일, 노 오일, 가열 오일 등) 이라고 하는분획물을 이루는 화합물을 포함할 수 있다.Condensate, unlike crude oil, can be characterized by a boiling range. The condensate generally boils in the range of about 100 to about 650 ° F. In this boiling range, the condensate contains a wide variety of hydrocarbon materials. Such materials may include compounds that make up fractions commonly referred to as naphtha, kerosene, diesel fuel (s), and gas oils (fuel oils, furnace oils, heating oils, etc.).

종래의 상압 열 증류 타워로부터 얻어지는 상압 잔사유 ("잔류유", "잔사유들") 은, 특히 잔사유들의 혼합물을 사용할 때 폭넓은 비등 범위를 가질 수 있지만, 일반적으로 약 600℉ 에서부터 비등하지 않는 실체물만이 잔류하는 비등 종점까지의 비등 범위에 있을 것이다. 이러한 잔류유는 약 600 내지 약 1,000℉ 범위에서 비등하는 가스 오일 성분 및 약 1,000℉ 에서부터 비등하지 않는 실체물만이 잔류하는 그 비등 종점까지의 온도 범위에서 비등하는 중질 분획물로 주로 구성된다.Atmospheric residue oils ("residues", "residues") obtained from conventional atmospheric thermal distillation towers can have a wide boiling range, especially when using mixtures of residues, but generally do not boil from about 600 ° F. Only entities that do not will be in the boiling range to the remaining boiling end point. These residual oils are mainly composed of gas oil components boiling in the range of about 600 to about 1,000 ° F. and heavy fractions boiling in the temperature range from about 1,000 ° F. to the boiling end point where only non-boiling entities remain.

상압 타워와는 반대로, 진공 보조 열 증류 타워 (진공 타워) 에서는, 통상적으로 전술한 관련 중질 분획물로부터 상기 가스 오일 성분을 분리하여, 별도의 회수 및 그 밖의 사용을 위해 가스 오일 분획물을 자유롭게 한다.In contrast to atmospheric towers, vacuum assisted thermal distillation towers (vacuum towers) typically separate the gas oil components from the relevant heavy fractions described above to free the gas oil fraction for separate recovery and other uses.

올레핀 제조 산업은, 현재 상당 부분의 공급물로서 전체 원유, 원유 잔사유 및/또는 응축물 자체를 사용하기 위해 크래킹 노를 위한 주공급물로서 원유 또는 응축물 (가스성 및/또는 액체) 의 분획물의 사용하는 것을 넘어서 더욱 진보하고 있다.The olefins manufacturing industry is currently a fraction of crude oil or condensate (gaseous and / or liquid) as the main feed for the cracking furnace to use the entire crude oil, crude residue and / or the condensate itself as a significant portion of the feed. It is going beyond the use of more.

최근, 미국특허 제 6,743,961 호 (이하, "USP 961" 이라고 함) 가 Donald H. Powers 에게 허여되었다. 이 특허는 패킹을 함유하는 기화/마일드 크래킹 구역을 사용함으로써 전체 원유를 크래킹하는 것에 관한 것이다. 이러한 구역은, 보다 끈끈한 탄화수소 액체 성분의 크래킹/기화가 최대화할 때까지 아직 기화되지않은 전체 원유의 액체상이 그 구역에 유지되는 방식으로 작동된다. 이는 패킹상의 축적물로 이후에 남게 되는 고체 잔사유 형성을 최소화할 수 있게 해준다. 이러한 잔사유는 이후 종래의 증기 에어 디코킹 (decoking) 에 의해, 이상적으로는 일반적인 노 디코킹 사이클 중에, 패킹을 가열 제거 (burn off) 한다 (상기 미국특허의 컬럼 7, 라인 50-58 참조). 따라서, 상기 특허의 제 2 구역 (9) 은, 탄화수소류 물질을 포함하여 공정에서 사용되는 조건하에서 크래킹되거나 기화될 수 없는 원유 공급물의 성분에 대한 트랩으로 작용한다 (상기 미국특허의 컬럼 8, 라인 60-64 참조).Recently, US Pat. No. 6,743,961 (hereinafter referred to as “USP 961”) was granted to Donald H. Powers. This patent relates to cracking whole crude oil by using vaporization / mild cracking zones containing packing. This zone is operated in such a way that the liquid phase of the whole crude oil, which has not yet been vaporized, remains in the zone until the cracking / vaporization of the more sticky hydrocarbon liquid component is maximized. This makes it possible to minimize the formation of solid residues which subsequently remain as deposits on the packing. This residue is then burned off the packing by conventional steam air decoking, ideally during a normal furnace decoking cycle (see column 7, lines 50-58 of the above-mentioned US patent). . Thus, the second zone 9 of the patent acts as a trap for the components of the crude oil feed which cannot be cracked or vaporized under the conditions used in the process, including hydrocarbonaceous materials (column 8, line of the above patent) 60-64).

Donald H. Powers 에게 허여된 미국특허 제 7,019,187 호는 USP '961 에 기술된 공정에 관한 것이나, 기화/마일드 크래킹 유닛의 전체 기능을, 기화 (선행 마일드 크래킹없이) - 마일드 크래킹 (그 후에 기화) 스펙트럼의 마일드 크래킹 종점 쪽으로 더욱 유도하도록 약산성 크래킹 촉매를 사용한다.U.S. Pat.No. 7,019,187 to Donald H. Powers relates to the process described in USP '961, but does not cover the full functionality of the vaporization / mild cracking unit, vaporizing (without leading mild cracking)-mild cracking (after vaporizing) spectrum. A weakly acidic cracking catalyst is used to further guide towards the mild cracking endpoint of.

Donald H. Powers 에게 허여된 미국특허 제 7,404,889 호는 USP '961 에기술된 공정에 관한 것이나, 기화 유닛 및 노를 위한 주된 액체의 탄화수소류 공급물로서 상압 잔사유를 사용한다.US Pat. No. 7,404,889 to Donald H. Powers relates to the process described in USP '961, but uses atmospheric residue as the main liquid hydrocarbon feed for gasification units and furnaces.

전술한 특허들의 개시는, 그전체가, 본 명세서에 참조되었다.The disclosures of the foregoing patents are incorporated herein by reference in their entirety.

USP '961 과 동일한 발명자 및 양수인을 갖는, 2006년 3월 1일에 출원된 미국특허출원 제 11/365,212 호는, 기화 유닛 및 노를 위한 주된 액체의 탄화수소류 공급물로서 응축물을 사용하는 것에 관한 것이다.US patent application Ser. No. 11 / 365,212, filed March 1, 2006, having the same inventor and assignee as USP '961, relates to the use of condensate as a hydrocarbon feed of the main liquid for vaporization units and furnaces. It is about.

2007년 3월 22일 공개된 John S. Buchanan 등에게 허여된 미국특허출원공개 제 2007/0066860 호는, 열 크래킹 노와 조합한 플래쉬 드럼 유닛을 사용하는 높은 전산가 (Total Acid Number; TAN) 를 가진 원유의 열 크래킹이 개시되어 있다. 상기 공개에서는, 상기 플래쉬 드럼이 상기 드럼에 유입하는 2 상 (기상 및 액상) 의 물리적 분리에만 유효함이 개시되어 있다. 즉, 플래쉬 드럼을 나오는 기상의 조성은 이 드럼에 유입하는 기상의 조성과 실질적으로 동일한 것으로 개시되어 있다. 마찬가지로, 동일한 플래쉬 드럼을 나오는 액상의 조성은 이 드럼에 유입하는 액상의 조성과 실질적으로 동일한 것으로 개시되어 있다. 바람직한 높은 TAN 공급물은 잔사유를 제거하도록 정제 공정을 미리 받게 되는 원유 또는 공급물 스트림인 것이 개시되어 있다. 그리하여, Buchanan 등에서는 이러한 공정시 잔사유들의 사용을 없애는 것을 교시한다.United States Patent Application Publication No. 2007/0066860, issued to John S. Buchanan et al. On March 22, 2007, describes a crude oil having a high total acid number (TAN) using a flash drum unit in combination with a thermal cracking furnace. Thermal cracking of is disclosed. The publication discloses that the flash drum is only effective for the physical separation of two phases (gas and liquid) entering the drum. That is, it is disclosed that the composition of the gas phase exiting the flash drum is substantially the same as the composition of the gas phase flowing into the drum. Similarly, the composition of the liquid phase exiting the same flash drum is disclosed to be substantially the same as the composition of the liquid phase entering the drum. Preferred high TAN feeds are disclosed as crude oil or feed streams that are pre-refined to remove resid. Thus, Buchanan et al teach to eliminate the use of residues in this process.

Buchanan 등에게 허여된 공보에서는, 또한 높은 TAN 공급물에 존재하는 나프탈렌산은 CO, CO2, 및 포름산, 아세트산, 프로피온산, 및 부티르산 등의 저분자량 산으로 실질적으로 전환된다.In the publication to Buchanan et al., Naphthalic acid, which is also present in high TAN feeds, is substantially converted to CO, CO 2 , and low molecular weight acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, and butyric acid.

나프탈렌산을 포함하는 유기산은, 원유 등의 탄화수소류 공급물에 증가하는 범위로 존재하고 또한 원유 정제 프로세서에서 문제가 되고 있다. 이러한 나프탈렌산은 종종 특히 부식성으로 인해 종종 고려대상에서 제외된다.Organic acids, including naphthalene acids, are present in increasing range in hydrocarbon feeds such as crude oil and are also a problem in crude oil refinery processors. Such naphthalene acids are often excluded from consideration, especially because of their corrosiveness.

대부분의 정제사에서는, 400℉ 이상에서, 산, 특히 나프탈렌산의 높은 부식 특성으로 인해, 1.0 을 초과하는 전산가 (TAN) 로 원유를 처리할 수 없다. 이러한 요건을 만족하도록 보다 더 많은 세계의 탄화수소 제조 용량을 요구함에 따라, 전세계적인 요건의 성장을 만족하도록 산 함유 공급물, 특히 원유의 사용을 요구한다.In most refiners, above 400 ° F, crude oil cannot be processed with a total acid value (TAN) of greater than 1.0 due to the high corrosion properties of acids, especially naphthalene acids. As more global hydrocarbon production capacity is required to meet these requirements, the use of acid-containing feeds, especially crude oil, is required to meet the growth of global requirements.

상기 발명에 의해서, 전체 원유와 응축물 등의 유기산 함유 공급물 및 원유의 유기산 함유 분획물, 예를 들어 잔사유들은 기화 유닛 및 적어도 하나의 열 크래킹 노를 조합하여 처리되어, 초기 산 함량을 저감 (전환 또는 변형) 시킬 뿐만 아니라 이러한 공급물로부터 추가의 열 크래킹 공급물을 형성할 수 있게 된다.According to the invention, organic acid-containing feeds such as whole crude oil and condensate and organic acid-containing fractions of crude oil, for example residues, are treated in combination with a vaporization unit and at least one thermal cracking furnace to reduce the initial acid content ( Conversion or deformation) as well as forming additional thermal cracking feeds from these feeds.

본원에서는, 적어도 하나의 열 크래킹 노와 조합한 기화 유닛을 사용하는, 유기산 함유 공급물을 처리하여 기화 유닛에 의해 추가의 크래킹 공급물을 형성하면서 크래킹 작용에 의해서 이러한 공급물에 원래 존재하는 유기산 함량을 저감시키는 유일한 공정을 제공한다.Herein, the organic acid content originally present in such a feed by the cracking action is processed by treating the organic acid containing feed using a vaporization unit in combination with at least one thermal cracking furnace to form additional cracking feed by the vaporization unit. Provide a unique process to reduce.

본 명세서에 사용된 "탄화수소", "탄화수소들" 및 "탄화수소류" 라는 용어는 순전히 또는 단지 수소 원자 및 탄소 원자를 함유하는 물질만을 의미하는 것은 아니다. 이러한 용어는 주로 또는 본질적으로 수소 및 탄소 원자로 이루어져 있으나 다른 성분, 예를 들어, 산소, 황, 질소, 금속, 무기염 등을 심지어 상당량 함유할 수 있는 탄화수소류 물질을 실질적으로 포함한다. 이러한 용어들은 가스 오일, 잔사유 등의 원유 자체 또는 그 분획물을 포함한다. 또한, 이러한 용어들은 천연 가스 응축물을 포함한다.As used herein, the terms "hydrocarbon", "hydrocarbons" and "hydrocarbons" do not mean purely or simply materials containing hydrogen and carbon atoms. This term substantially includes hydrocarbonaceous materials which consist primarily or essentially of hydrogen and carbon atoms but may even contain significant amounts of other components such as oxygen, sulfur, nitrogen, metals, inorganic salts and the like. These terms include crude oil itself or fractions thereof such as gas oil, resid oil. These terms also include natural gas condensate.

본 발명에서 사용되는 "가스성" 이라는 용어는, 본질적으로 증기 상태인 1 이상의 가스, 예를 들어, 증기 단독, 증기와 탄화수소 증기의 혼합물 등을 의미한다.As used herein, the term " gaseous " means one or more gases that are essentially vapor, such as steam alone, a mixture of steam and hydrocarbon vapors, and the like.

본 명세서에 사용되는 코크스는 고분자량의 탄소류 고체를 의미하며, 다핵 방향족의 응축으로부터 형성된 화합물을 포함한다.Coke as used herein refers to high molecular weight carbonaceous solids and includes compounds formed from condensation of multinuclear aromatics.

본 발명에 유용한 올레핀 제조 설비는 공급물을 초기에 수용하고 또한 열 크래킹을 위한 열분해 (열 크래킹) 노를 포함할 것이다. 탄화수소의 증기 크래킹을 위한 열분해 노는 대류와 복사에 의해 가열되며, 탄화수소 공급물의 예열, 운반 및 크래킹을 위한 일련의 예열, 순환 및 크래킹 튜브, 일반적으로 이러한 튜브 다발을 포함한다. 상기 노의 복사성 섹션 (때때로 "복사 섹션" 이라고 함) 에 배치된 버너에 의해 높은 크래킹 열이 공급된다. 이러한 버너로부터의 폐가스는 노의 대류 섹션을 통해 순환하여, 도입되는 탄화수소 공급물을 예열하는데 필요한 열을 제공한다. 상기 노의 대류 및 복사성 섹션은 "교차점부 (cross-over)" 에서 합류되며, 전술한 튜브는 탄화수소 공급물을 일 섹션의 내부에서 다음 섹션의 내부로 이송시킨다.Olefin production equipment useful in the present invention will initially contain a feed and also include a pyrolysis (thermal cracking) furnace for thermal cracking. Pyrolysis furnaces for steam cracking of hydrocarbons are heated by convection and radiation and comprise a series of preheating, circulation and cracking tubes, generally such bundles of tubes, for preheating, conveying and cracking hydrocarbon feeds. High cracking heat is supplied by a burner disposed in the radiant section of the furnace (sometimes referred to as the "copy section"). Waste gas from such burners circulates through the convection section of the furnace, providing the heat necessary to preheat the hydrocarbon feed introduced. The convection and radiative sections of the furnace are joined at a "cross-over" and the tube described above transfers the hydrocarbon feed from the inside of one section to the inside of the next section.

전형적인 노에서, 대류 섹션은 다수의 서브 구역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 공급물은 제 1 상부 서브 구역에서 초기에 예열되고, 보일러공급수는 제 2 서브 구역에서 가열되며, 혼합된 공급물 및 증기는 제 3 서브 구역에서 가열되고, 증기는 제 4 서브 구역에서 과열되며, 그리고 최종 공급물/증기 혼합물은 다수의 서브 스트림으로 나뉘어 하부 (바닥) 또는제 5 서브 구역에서 예열될 수 있다. 서브 구역의 개수 및 이의 기능은 상당히 변할 수 있다. 각각의 서브 구역은 이를 통해 노 공급물을 이송하는 다수의 도관을 보유할 수 있으며, 이의 다수는 사인 곡선형 (sinusoidal) 형상이다. 상기 대류 섹션은 복사성 섹션보다는 훨씬 덜 극심한 작동 조건에서 작동한다.In a typical furnace, the convection section may include a number of sub zones. For example, the feed is initially preheated in the first upper subzone, the boiler feed water is heated in the second subzone, the mixed feed and steam are heated in the third subzone, and the steam is fourth Superheated in the subzone, and the final feed / vapor mixture can be divided into a plurality of substreams and preheated in the bottom (bottom) or fifth subzone. The number of subzones and their function can vary considerably. Each subzone can have a number of conduits through which the furnace feed is conveyed, many of which are sinusoidal in shape. The convection section operates at much less severe operating conditions than the radiant section.

크래킹 노는 저온으로 인해 반응 속도 상수가 낮은 복사성 튜브 (코일) 입구에서 출발하는 복사성 섹션에서의 신속한 가열을 위해 고안되었다. 전달된 대부분의 열은 단지 탄화수소를 입구 온도에서 반응 온도로 상승시킨다. 상기 코일의 중간에서, 온도 상승 속도는 낮으나 크래킹 속도는 상당하다. 코일 출구에서, 온도 상승 속도는 다소 증가하나 입구에서와 같이 신속하지는 않다. 반응물의 소멸 속도는 이의 반응 속도 상수와 이의 국부 농도의 곱의 결과치이다. 코일 단부에서, 반응 농도는 낮고, 공정 가스 온도의 증가에 의해 추가 크래킹이 발생할 수 있다.Cracking furnaces are designed for rapid heating in radiant sections starting at radiant tube (coil) inlets with low reaction rate constants due to low temperatures. Most of the heat transferred merely raises the hydrocarbons from the inlet temperature to the reaction temperature. In the middle of the coil, the rate of temperature rise is low but the cracking rate is significant. At the coil outlet, the rate of temperature rise is somewhat increased but not as fast as at the inlet. The rate of extinction of the reactant is the product of its reaction rate constant and its local concentration. At the coil end, the reaction concentration is low and further cracking may occur by increasing the process gas temperature.

공급물 탄화수소의 증기 희석은 탄화수소 부분 압력을 낮추고, 올레핀 형성을 증강시키고, 그리고 복사성 튜브내의 코크스 형성으로의 어떠한 경향을 감소시킨다.Vapor dilution of the feed hydrocarbons lowers the hydrocarbon partial pressure, enhances olefin formation, and reduces any tendency to coke formation in the radiant tube.

크래킹 노는 일반적으로 복사성 내화성 벽 사이에 중심적으로 위치한 직립 튜브를 갖는 직사각형 화실 (firebox) 을 갖는다. 튜브는 이들의 상단으로부터 지지된다.Cracking furnaces generally have a rectangular firebox with an upright tube centered between radiant fire resistant walls. The tubes are supported from their tops.

복사상 섹션의 점화는 가스성 또는 조합된 가스/액체 연료를 사용하여 벽 또는 바닥에 설치된 버너 또는 둘 모두의 조합으로 수행된다. 화실은 일반적으로 조금 부압하에 놓이고, 대부분 연도 가스 (flue gas) 의 상향 흐름을 갖는다. 대류 섹션내로의 연도 가스 흐름은 천연 드래프트 또는 유도 드래프트 팬 중 적어도 하나에 의해 달성된다.Ignition of the radiant section is carried out with a burner or a combination of both installed on the wall or floor using gaseous or combined gas / liquid fuel. The firebox is usually placed under a slight negative pressure and most often has an upward flow of flue gas. Flue gas flow into the convection section is achieved by at least one of a natural draft or an induced draft fan.

복사성 코일은 일반적으로 화실 중심의 아래의 단일면에 매달려 있다. 이는 단일면에 자리잡을 수도 있고, 또는 교차적인, 2 열 튜브 배열로 평행하게 위치할 수도 있다. 버너에서 복사상 튜브로의 열전달은 대개 복사에 의해 일어나고, 따라서 "복사성 섹션" 이며, 여기서 탄화수소가 약 1,400℉ 내지 약 1,550 ℉ 로 가열되고, 이에 따라 극심한 크래킹이 일어나고, 코크스 형성이 일어난다.The radiant coil is usually suspended on a single side below the center of the firebox. It may be located on a single side, or may be placed in parallel in a two-row tube arrangement that is crossed. Heat transfer from the burner to the radiation tube is usually caused by radiation and is thus a "radiative section" where the hydrocarbons are heated from about 1,400 ° F. to about 1,550 ° F., resulting in extreme cracking and coke formation.

초기의 비어 있는 복사성 코일은 그에 따라서 점화된 관형의 화학 반응기이다. 노로의 탄화수소 공급물은, 복사성 섹션으로부터의 연도 가스로부터의 대류성 가열, 대류 섹션내에서 공급물의 증기 희석 등에 의해 대류 섹션내에서 약 900℉ 내지 약 1,000℉ 로 예열된다. 예열 후에, 종래의 상업적 노내에서는, 공급물이 복사성 섹션으로 유입할 준비가 된다.The initial empty radiant coil is a tubular chemical reactor ignited accordingly. The hydrocarbon feed to the furnace is preheated from about 900 ° F. to about 1,000 ° F. in the convection section by convective heating from flue gas from the radiant section, steam dilution of the feed in the convection section, and the like. After preheating, in a conventional commercial furnace, the feed is ready to enter the radiant section.

복사성 섹션을 나오는 크래킹된 가스성 탄화수소는 신속하게 온도가 감소되어, 크래킹 패턴의 파괴가 방지된다. 올레핀 제조 설비내에서 동일한 다운스트림의 추가 공정전에 크래킹된 가스의 냉각은 노 및/또는 올레핀 설비에서 재사용하기 위한 고압 스트림으로서 많은 양의 에너지를 회수한다. 이는 흔히 당업계에 공지된 운반 라인 교환기 (transfer-line exchanger) 를 사용하여 달성된다.Cracked gaseous hydrocarbons exiting the radiant section are rapidly reduced in temperature, preventing breakage of the cracking pattern. The cooling of the cracked gas prior to the same downstream further process in the olefin production plant recovers large amounts of energy as a high pressure stream for reuse in the furnace and / or olefin plant. This is often accomplished using transfer-line exchangers known in the art.

액체 탄화수소 공급원료 다운스트림 공정으로, 비록 설비마다 달라질 수는 있지만, 일반적으로 예를 들어, 전술한 동일한 운반 라인 교환기에서의 열교환 후의 노 배출물의 오일 켄칭을 사용한다. 그 후, 크래킹된 탄화수소 스트림은 일차적으로 분획화되어, 중질 액체를 제거하고, 그 후에 응축되지 않은 탄화수소를 압착하여, 이로부터 산 가스 및 물을 제거한다. 그 후, 다양한 소망하는 생성물이 개별적으로 분리되는데, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 분자당 4 개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소의 혼합물, 연료 오일, 열분해 가솔린 및 고순도 수소 스트림으로 분리된다.Liquid hydrocarbon feedstock downstream processes generally use oil quenching of furnace emissions after heat exchange in the same conveying line exchanger described above, although this may vary from plant to plant. The cracked hydrocarbon stream is then fractionated primarily to remove heavy liquids and then to squeeze uncondensed hydrocarbons to remove acid gases and water therefrom. The various desired products are then separated separately, for example into ethylene, propylene, a mixture of hydrocarbons having four carbon atoms per molecule, fuel oil, pyrolysis gasoline and a high purity hydrogen stream.

도 1 은 본원의 공정에 유용한 하나의 기화/크래킹 시스템을 도시한다.1 illustrates one vaporization / cracking system useful for the process herein.

도 1 은 전체 원유, 응축물, 잔사유, 특히 상압 잔사유를 포함하는 전체 원유의 분획물 및 이들의 혼합물을 주된 (일차) 시스템 공급물로서 포함하는 유기산에서 작용할 수 있는 기화/크래킹 시스템을 도시한다.1 shows a vaporization / cracking system capable of operating in an organic acid comprising as a main (primary) feed the fractions of the whole crude oil, including the whole crude oil, condensate, residues, in particular atmospheric residues, and mixtures thereof. .

도 1 에서는, 전술한 바와 같이, 실제 노는 복잡한 구조를 갖기 때문에, 단순화 및 간결함을 위해 매우 개략화한 것이다.In Fig. 1, as described above, since the actual furnace has a complicated structure, it is very outlined for simplicity and brevity.

전산가 또는 TAN 은 탄화수소류 물질의 유기산 함량의 측정치이다. 이러한 유기산은, 나프탈렌산을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.The total acid value, or TAN, is a measure of the organic acid content of hydrocarbon materials. Such organic acids include, but are not limited to naphthalic acid.

TAN 은, ASTM 방법 D-644 에 의해 결정되고 또한 시험될 탄화수소류 물질의 밀리그램 (mg) KOH/킬로그램 (kg) 단위를 사용한다. 간략화를 위해, 이하 측정 방법 및 단위를 반복하지 않는다.TAN uses milligrams (mg) KOH / kg (kg) units of hydrocarbonaceous material to be determined and tested by ASTM method D-644. For simplicity, the following measurement methods and units are not repeated.

본 발명을 적용할 수 있는 유기산 함유 공급물 스트림은, 원유 자체, 잔사유, 특히 상압 잔사유를 하유하는 원유의 1 종 이상의 분획물, 천연 가스 응축물 및 이러한 2 종 이상의 혼합물 등의 어떠한 탄화수소류 물질을 포함한다.Organic acid-containing feed streams to which the present invention is applicable include any hydrocarbonaceous material, such as crude oil itself, residue oil, in particular one or more fractions of crude oil containing atmospheric residue oil, natural gas condensate and mixtures of two or more thereof. It includes.

카르복실산 종류는 전술한 공급물 스트림에 존재하는 가장 부식성의 산 등급이다. 이러한 카르복실산 산 등급내에서, 나프탈렌산의 하위 그룹은 작동 장비의 부식을 최소화하는 면에서 전체적으로 크래킹 설비의 작동에 대하여 가장 부식성이고 또한 문제가 된다.The carboxylic acid species is the most corrosive acid grade present in the above feed streams. Within these carboxylic acid grades, the subgroups of naphthalene acids are most corrosive and problematic for the operation of cracking plants as a whole in terms of minimizing corrosion of the operating equipment.

본원에 사용되는 상압 잔사유 공급물은 단일 또는 다수의 공급원으로부터의 것일 수 있고, 이에 따라 단일 잔류유 또는 2 종 이상의 잔사유의 혼합물일 수 있다. 본 발명에 유용한 상압 잔류유는 넓은 비등 범위를 가질 수 있고, 특히 잔사유의 혼합물이 사용되는 경우에는 더욱 그러하지만, 일반적으로는 비등 범위가 약 600℉ 내지 끓지 않는 실체물만이 남아 있는 비등 종점까지일 것이다.As used herein, the atmospheric residue feed may be from a single or multiple sources and thus may be a single residual oil or a mixture of two or more residues. The atmospheric residual oils useful in the present invention may have a wide boiling range, especially if a mixture of residues is used, but generally the boiling end point at which the boiling range remains from about 600 ° F. to no boiling. Will be until.

상압 열 증류 타워로부터의 상압 잔사유 바닥은, 약 600 ~ 약 1,000℉ 범위에서 비등하는 가스 오일 성분 및 약 1,000℉ ~ 끓지 않는 실체물만이 남아 있는 비등 종점까지의 온도 범위에서 비등하는 중질 분획물로 주로 구성된다.The bottoms of the atmospheric residue oil from the atmospheric thermal distillation tower are heavy fractions boiling over a temperature range from the gas oil component boiling in the range of about 600 to about 1,000 ° F. and the boiling end point where only about 1,000 ° F. to the non-boiling entity remain. It is mainly composed.

진공 보조식 열 증류 타워 (진공 타워) 는 통상적으로 전술한 관련 중질 분획물로부터 가스 오일 성분을 분리하여, 상이한 조성의 잔류물을 제공한다.Vacuum assisted thermal distillation towers (vacuum towers) typically separate the gas oil components from the relevant heavy fractions described above to provide residues of different compositions.

본원에 따라서 공급물 (2) 에 사용되는 잔류물의 양은 전체 공급물 (2) 의 상당한 성분을 차지할 수 있다. 잔류물 성분은 적어도 공급물 (2) 의 전체 중량의 약 20 중량% 일 수 있지만, 반드시 이 범위내에 있는 것이 아니다.The amount of residues used in the feed 2 according to the invention can occupy a significant component of the total feed 2. The residue component may be at least about 20% by weight of the total weight of the feed (2), but is not necessarily within this range.

공급물 (2) 에 첨가되는 잔류물의 특정 물리적 및 화학적 특성에 따라서, 다른 물질을 공급물에 첨가할 수 있다. 이러한 첨가 물질로는, 경질 가솔린, 나프타, 천연 가솔린 및/또는 응축물을 포함할 수 있다. 나프타는 전범위 나프타, 경질 나프타, 중간질 나프타, 중질 나프타, 또는 2 종 이상의 이들의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 경질 가솔린은, 펜탄 (C5) 내지 약 158℉ 의 비등 범위를 가질 수 있다. 경질, 중간질, 중질 나프트 분획물을 포함하는 전범위 나프타는 약 158 ~ 약 350℉ 의 비등 범위를 가질 수 있다. 경질, 중간질 및 중질 나프타 분획물에 대한 비등 범위는, 각각, 약 158 ~ 약 212℉, 약 212 ~ 약 302℉, 및 약 302 ~ 약 350℉ 범위일 수 있다.Depending on the specific physical and chemical properties of the residue added to the feed (2), other substances may be added to the feed. Such additive materials may include light gasoline, naphtha, natural gasoline and / or condensate. Naphtha can be used in the form of full range naphtha, hard naphtha, intermediate naphtha, heavy naphtha, or mixtures of two or more thereof. Light gasoline may have a boiling range from pentane (C5) to about 158 ° F. The full range naphtha, including hard, medium and heavy naphth fractions, may have a boiling range of about 158 to about 350 ° F. Boiling ranges for the hard, medium and heavy naphtha fractions may range from about 158 to about 212 ° F., about 212 to about 302 ° F, and about 302 to about 350 ° F., respectively.

그리하여, 공급물 (2) 의 잔류물에 의도적으로 첨가되는 경질 물질(들)의 양은 조작자의 소망에 따라 광범위하게 변할 수 있지만, 공급물 (2) 의 잔류물은, 존재한다면, 라인 (10) 및 공급물 기화 유닛 (11) 내에 있는 상당한 성분의 공급물 (2) 에 잔류할 수 있다.Thus, the amount of hard material (s) intentionally added to the residue of the feed 2 can vary widely depending on the desire of the operator, while the residue of the feed 2, if present, is in line 10 And a substantial amount of feed 2 in feed vaporization unit 11.

도 1 에서는, 높은 TAN 탄화수소류 일차 공급물 (2) 이 상부에서 상부 공급물 예열 서브 구역 (3) 내로 들어가고, 냉각기는 노 (1) 의 대류 섹션에 닿아 있는 액체 크래킹 노(1) 를 보여준다. 증기 (6) 는 또한 노의 대류 섹션의 상부 레벨내에서 과열된다.In FIG. 1, the high TAN hydrocarbons primary feed 2 enters the upper feed preheating sub-zone 3 at the top and the cooler shows the liquid cracking furnace 1 touching the convection section of the furnace 1. The steam 6 is also superheated in the upper level of the convection section of the furnace.

예열된 크래킹 공급물 스트림은 그 후 파이프 (라인) (10) 에 의해 기화 유닛 (11) 으로 이동되고 (USP '961 전체 참조), 이 유닛은 상부 기화 구역 (12) 및 하부 기화 구역 (13) 으로 분리되어 있다. 이러한 유닛 (11) 은 예열 단계 (3) 후에 액체 상태로 남아 있는 나프타 및 가솔린 비등 범위 및 경질 물질의 적어도 상당 부분을 주로 (우세하게) 기화시킨다.The preheated cracking feed stream is then transferred to the vaporization unit 11 by a pipe (line) 10 (see USP '961 in full), which unit is the upper vaporization zone 12 and the lower vaporization zone 13. Separated by. This unit 11 mainly (predominantly) vaporizes at least a substantial portion of the naphtha and gasoline boiling ranges and hard materials remaining in the liquid state after the preheating step (3).

유닛 (11) 에 의해 수용된 예열된 공급물과 연관된 가스성 물질, 및 특정 조건하에서 형성된 후 구역 (12) 에서 우세한 추가의 가스성 물질, 탄화수소류 및 산성류 둘다는 라인 (14) 에 의해 구역 (12) 으로부터 제거된다. 따라서, 라인 (14) 은 본질적으로 모든 경질 탄화수소 증기, 예를 들어, 구역 (12) 내에 존재하는 나프타 및 가솔린 비등 범위 및 경질인 것을 운반하여 일부 기체 산 종류를 운반할 수 있다. 일부 액체 가솔린 및/또는 나프타를 갖거나 갖지 않는 구역 (12) 내에 존재하는 액체 증류물은 라인 (15) 을 통해 이로부터 제거되고, 하부 구역 (13) 의 상부 내부로 이동된다.The gaseous material associated with the preheated feed received by the unit 11, and further gaseous material, hydrocarbons and acids, which are formed under certain conditions and prevail in the zone 12, are both zoned by line 14. 12) is removed from. Thus, line 14 may carry essentially all light hydrocarbon vapors, eg, the naphtha and gasoline boiling ranges and light ones present in zone 12 to carry some gaseous acid species. Liquid distillate present in zone 12 with or without some liquid gasoline and / or naphtha is removed therefrom via line 15 and moved into the upper interior of lower zone 13.

이러한 구체예에서, 구역 (12) 과 구역 (13) 은, 고형 트레이일 수 있는 불투과성 벽 (16) 에 의해 서로간의 유체 연통부로부터 분리된다. 라인 (15) 은구역 (12) 과 구역 (13) 사이의 외부 유체 하강 유동 연통을 나타낸다. 이에 대신하여, 또는 이외에도, 액체가 구역 (13) 의 내부로 하강 이동하고, 증기가 구역 (12) 의 내부로 상승할 있도록 구성된 하나 이상의 트레이를 사용함으로써, 적어도 부분적으로 액체 투과성이 되도록 벽 (16) 을 변경함으로써 구역 (12) 및 구역 (13) 이 그 사이에 내부 유체 연통할 수 있다. 예를 들어, 불투과성 벽 (16) 대신에, 유닛 (11) 내의 액체가 라인 (15) 을 통해 유닛 (11) 의 외부로 흘러내리는 대신 섹션 (13) 내로 내부적으로 흘러내리는 경우에는 침니 트레이 (chimney tray) 가 사용될 수 있다. 이와 같이 내부적으로 흘러내리는 경우, 분배기 (18) 는 선택적이다.In this embodiment, the zone 12 and zone 13 are separated from the fluid communication with each other by an impermeable wall 16, which may be a solid tray. Line 15 represents external fluid downflow communication between zone 12 and zone 13. Alternatively, or in addition, the wall 16 may be at least partially liquid permeable by using one or more trays configured to allow the liquid to move downward into the interior of the zone 13 and allow vapor to rise into the interior of the zone 12. Zone 12 and zone 13 can be in internal fluid communication therebetween. For example, instead of the impermeable wall 16, if a liquid in the unit 11 flows internally into the section 13 instead of flowing out of the unit 11 via the line 15, a chimney tray ( chimney trays may be used. In this way, when flowing down internally, the dispenser 18 is optional.

어떤 방법에 의해서든 액체가 구역 (13) 내로 하방으로 이동하여 액체가 구역 (12) 에서부터 구역(13) 으로 제거되고, 이에 따라 하나 이상의 액체 분배 장치 (18) 와 마주칠 수 있다. 장치 (18) 는 유닛 (11) 의 횡단면을 가로질러 액체를 균일하게 분배하여, 액체가 타워의 폭을 가로질러 균일하게 흘러, 패킹 (19) 과접촉하게 될 것이다.Either way, the liquid can move downward into zone 13 so that the liquid can be removed from zone 12 into zone 13 and thus encounter one or more liquid dispensing device 18. The device 18 will evenly distribute the liquid across the cross section of the unit 11 so that the liquid will flow evenly across the width of the tower and come into contact with the packing 19.

증기 (6) 는 과열 서브 구역 (20) 을 통해 이동하고, 그 후 라인 (21) 을 통해 패킹 (19) 아래의 구역 (13) 의 하부 (22) 로 이동한다. 패킹 (19) 에서, 액체 및 라인 (21) 으로부터의 증기는 서로 친밀하게 혼합되어, 액체 (15) 의 일부를 기화시킨다. 이러한 새롭게 형성된 탄화수소류 증기는, 증기 (21) 와 함께, 라인 (17) 을 통해 구역 (13) 으로부터 제거되고, 라인 (14) 내의 증기에 첨가되어, 라인 (25) 내의 조합된 탄화수소 증기 생성물을 형성한다. 스트림 (25) 은 본질적으로 공급물 (2) 로부터의 탄화수소 증기, 예를 들어, 가솔린, 나프타, 중간 증류물, 가스 오일 및 증기를 함유할 수 있다.The steam 6 moves through the superheated subzone 20 and then through the line 21 to the bottom 22 of the zone 13 below the packing 19. In the packing 19, the liquid and the vapor from the line 21 are intimately mixed with each other to vaporize a portion of the liquid 15. This newly formed hydrocarbon vapor, along with the vapor 21, is removed from the zone 13 via line 17 and added to the vapor in line 14 to produce a combined hydrocarbon vapor product in line 25. Form. Stream 25 may essentially contain hydrocarbon vapors from feed 2, for example gasoline, naphtha, middle distillate, gas oil and steam.

따라서, 스트림 (17) 은, 공급물 스트림 (2) 의 일부와 희석증기 (21) 의 합에서 바닥 스트림 (26) 에 존재하는 공급물 (2) 로부터의 탄화수소 액체 잔류물을 뺀 것을 나타낸다. 스트림 (25) 은, 처음 공급물 (2) 에 존재하는 유기산 종류를 포함한다. 스트림 (25) 은, 이 스트림 (25) 을 다수의 서브 스트림으로 나누는 헤더 (도시하지 않음) 를 통과하고, 다수의 도관 (도시하지 않음) 을 통과하여 노 (1) 의 대류 섹션 예열 서브 구역 (27) 안으로 이동한다. 섹션 (27) 은 노 (1) 의 하부 및 더 뜨거운 섹션이다. 섹션 (27) 은 스트림 (25) 을 상기한 바와 같이 복사성 구역 (29) 내의 크래킹에 적절한 온도로 예열하는데 사용된다.Thus, stream 17 represents the portion of feed stream 2 and the dilution vapor 21 subtracted the hydrocarbon liquid residue from feed 2 present in bottom stream 26. Stream 25 comprises the kind of organic acid present in the first feed 2. Stream 25 passes through a header (not shown) that divides this stream 25 into a number of sub-streams, and passes through a number of conduits (not shown) to convection section preheating sub-zone of furnace 1 ( 27) Move in. Section 27 is the lower and hotter section of the furnace 1. Section 27 is used to preheat stream 25 to a temperature suitable for cracking in the radiant zone 29 as described above.

섹션 (27) 내의 실질적인 가열 후에, 유기산 종류를 포함하는 스트림 (25) 은 라인 (28) 에 의해 복사성 섹션 (29) 내로 이동한다. 또한, 일반적으로 서브 구역 (27) 으로부터 구역 (29) 으로 또한 이를 통과하는 다수의 개별 스트림을 단순화를 위해 단일 유동 스트림 (28) 으로 나타낸다.After substantial heating in section 27, stream 25 comprising organic acid species is transferred into radiant section 29 by line 28. Also, in general, a number of individual streams from and to the sub-zones 27 through 29 are represented as a single flow stream 28 for simplicity.

노 (1) 의 복사성 화실 (29) 내에서, 다수의 다양한 탄화수소 성분을 함유하는 라인 (28) 으로부터의 공급물은 상기한 바와 같은 극심한 열 크래킹 조건을 거치게 된다. 이러한 크래킹 조건은, 일산화탄소 (CO), 이산화탄소 (CO2), 및 전분자량 산 (포름산, 아세트산, 프로피온산 및 부티르산) 에 존재하는 상당량의, 심지어 압도적으로 많은, 나트탈렌산을 전환시키거나 그렇지 않으면 변형시킨다.In the radiant fire chamber 29 of the furnace 1, the feed from the line 28 containing a plurality of various hydrocarbon components is subjected to the extreme thermal cracking conditions as described above. These cracking conditions convert or otherwise modify the significant, even overwhelmingly large amount of nathalenic acid present in carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and starch molecular weight acids (formic acid, acetic acid, propionic acid and butyric acid). Let's do it.

크래킹된 생성물은 USP '961 에 나타내고 상기한 바와 같은 노 (1) 의 올레핀 설비 하류측의 잔류물에서 추가로 처리하기 위한 라인 (30) 에 의해 복사성 화실 (29) 을 나온다.The cracked product exits the radiation chamber 29 by line 30 for further treatment in the residue downstream of the olefin plant of furnace 1 as indicated in USP '961 and described above.

공급물 (2) 의 상당한 성분(들)으로서 원유, 응축물, 잔류물 등을 사용하는경우, 유기산을 하유하는 실질적인 양의 증류물은, 궁극적으로는 유닛 (1), 특히 구역 (13) 에서 기화되어, 노 (1) 내로 이동되어, 크래킹되고, 이에 따라 이러한 증류물을 경질의 성분으로 전환시킨다.When using crude oil, condensate, residues and the like as significant component (s) of feed (2), a substantial amount of distillate containing organic acids ultimately results in unit (1), in particular in zone (13) It is vaporized, moved into the furnace 1 and cracked, thus converting this distillate into a light component.

공급물 (2) 은, 상압보다 약간 높은 압력 ~ 약 100 psig 에서 (이하, "상압 내지 100 psig" 라고 함) 주변 온도 근방 ~ 약 300℉ 의 온도에서 노 (1) 에 유입한다.The feed 2 enters the furnace 1 at a pressure slightly higher than normal pressure to about 100 psig (hereinafter referred to as "normal pressure to 100 psig") at a temperature near the ambient temperature to about 300 ° F.

공급물 (2) 은 상압 ~ 100 psig 의 압력에서, 주변 온도 근방 ~ 약 750℉, 예를 들어 약 500 ~ 약 750℉ 의 온도에서 라인 (10) 을 통하여 구역 (12) 에 유입할 수 있다.Feed 2 may enter zone 12 through line 10 at a temperature between ambient pressure and 100 psig, at a temperature near ambient temperature to about 750 ° F., for example between about 500 and about 750 ° F.

스트림 (14) 은 본질적으로 공급물 (2) 로부터 형성된 모든 탄화수소 증기일수 있고, 또한 상압 내지 100 psig 의 압력에서 주변 온도 근방 내지 약 700℉ 의 온도에 있다. 이 스트림 (14) 은 공급물 (2) 에 최초로 존재하는 산 조유의 일부를 포함할 수도 있거나 포함하지 않을 수도 있다.Stream 14 may be essentially all hydrocarbon vapors formed from feed 2 and is also at a temperature near ambient temperature to about 700 ° F. at a pressure of from normal pressure to 100 psig. This stream 14 may or may not comprise a portion of the acid crude present initially in the feed 2.

스트림 (15) 은 본질적으로 예열기 (3) 및 구역 (12) 에서 기화된 것을 뺀 공급물 (2) 로부터의 모든 잔류 액체일 수 있고, 또한 상압 보다 약간 높은 압력 내지 약 100 psig (이하, "상압 내지 100 psig" 라고 함) 의 압력에서 주변 온도 근방 내지 약 700℉ 의 온도에 있다.Stream 15 may be essentially any residual liquid from feed 2, minus vaporized in preheater 3 and zone 12, and may also be at pressures slightly higher than atmospheric to about 100 psig (hereinafter “normal pressure”). To 100 psig ") at a temperature near ambient temperature to about 700 ° F.

구역 (12) 은 전술한 바와 같이 Buchanan 등에게 허여된 공보의 플래쉬 드럼과 유사한 물리적인 분리 구역으로서 사용될 수 있고, 또한 라인 (10) 에 의해 구역 (12) 에 유입한 액체 탄화수소의 추가의 기호를 유발하도록 사용되는 조건에서 작동될 수 있다.Zone 12 may be used as a physical separation zone, similar to the flash drum of the publication to Buchanan et al., As described above, and may also contain additional symbols of liquid hydrocarbons introduced into zone 12 by line 10. Can be operated in the conditions used to cause it.

구역 (13) 은 약 700 내지 약 1,100℉ 의 온도에서 작동되고, 그럼으로써 액체로부터 상당량의 추가의 기체성 탄화수소를 형성하고, 라인 (15) 에 의해 구역 (12) 으로부터 수용한다.Zone 13 is operated at a temperature of about 700 to about 1,100 ° F., thereby forming a significant amount of additional gaseous hydrocarbons from the liquid and receiving from zone 12 by line 15.

그리하여, 기화 유닛 (11) 은, 최초 공급물 (2) 내에 존재하는 유기산을 기화시키는 것 이외에, 예열된 공급물 스트림 (10) 에 존재하는 액체로부터 추가의 기체성 탄화수소의 상당량을 형성한다.Thus, the vaporization unit 11 forms a considerable amount of additional gaseous hydrocarbons from the liquid present in the preheated feed stream 10 in addition to vaporizing the organic acid present in the original feed 2.

따라서, 라인 (14, 17) 에 의해 유닛 (11) 을 나오는 기상의 화학 조성은, 라인 (10) 에 의해 유닛 (11) 에 유입하는 기상의 화학 조성과는 실질적으로 상이하다. 유사하게, 라인 (26) 에 의해 유닛 (11) 을 나오는 액상의 화학 조성은, 라인 (10) 에 의해 유닛 (11) 에 유입하는 액상의 화학 조성과는 실질적으로 상이하다. 즉, 유닛 (11) 은 라인 (10) 에 의해 유닛 (11) 에 유입하는 2 개의 상 (액상 및 기상) 의 물리적 분리를 유효하게 하는 것만이 아니다.Therefore, the chemical composition of the gaseous phase leaving unit 11 by lines 14 and 17 is substantially different from the chemical composition of the gaseous phase flowing into unit 11 by line 10. Similarly, the chemical composition of the liquid phase exiting unit 11 by line 26 is substantially different from the chemical composition of the liquid phase entering unit 11 by line 10. In other words, the unit 11 does not only effect the physical separation of the two phases (liquid and gaseous phase) entering the unit 11 by the line 10.

스트림 (25) 으로 나타낸 바와 같은 스트림 (14) 과 스트림 (17) 의 조합은 상압 내지 100 psig 의 압력에서 약 600 내지 약 800℉ 의 온도일 수 있고, 예를 들어, 탄화수소 1 파운드당 증기 약 0.1 내지 약 2 파운드, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1 파운드의 총증기/탄화수소비를 함유한다.The combination of stream 14 and stream 17 as represented by stream 25 may be at a temperature of about 600 to about 800 ° F. at a pressure of from normal pressure to 100 psig, for example from about 0.1 to about vapor per pound of hydrocarbon. It contains about 2 pounds, preferably about 0.1 to about 1 pound of total steam / hydrocarbon consumption.

구역 (13) 에서, 희석비 (고온 가스/액체 적하물) 는, 원유, 원유의 분획물 (특히 잔류물) 및 응축물의 조성이 광범위하게 다양하기 때문에, 광범위하게 변할 것이다. 일반적으로, 구역 (13) 의 상부에서, 고온 가스, 예를 들어, 증기 및 탄화수소는 약 0.1/1 내지 약 5/1 의 증기 대 탄화수소의 비로 존재할 수 있다.In zone 13, the dilution ratio (hot gas / liquid load) will vary widely because the composition of crude oil, fractions of crude oil (particularly residues) and condensate varies widely. In general, at the top of zone 13, hot gases such as steam and hydrocarbons may be present in a ratio of steam to hydrocarbons of about 0.1 / 1 to about 5/1.

증기는 라인 (21) 에 의해 도입되는 적절한 고온 가스의 예이다. 스트림 (6) 은 종래의 크래킹 설비에서 일반적으로 사용되는 종류의 증기일 수 있다. 사용되는 증기에는 다른 물질이 존재할 수 있다. 이러한 모든 가스는 구역 (13) 에 유입하는 액체 탄화수소 (15) 의 상당한 분획물을 휘발시키기에 충분한 온도인 것이 바람직하다. 일반적으로, 도관 (21) 으로부터의 가스 유입 구역 (13) 은 상압 내지 100 psig 에서 적어도 약 650℉, 바람직하게는 약 900 내지 약1,20O℉ 일 것이다. 이러한 가스는, 단순화를 위하여, 이하에서는 증기라는 용어로만 부를 것이다.Vapor is an example of a suitable hot gas introduced by line 21. Stream 6 may be a type of steam commonly used in conventional cracking plants. Other materials may be present in the steam used. All these gases are preferably at a temperature sufficient to volatilize a substantial fraction of the liquid hydrocarbon 15 entering the zone 13. In general, the gas inlet zone 13 from conduit 21 will be at least about 650 ° F., preferably from about 900 to about 1,20 ° F., at ambient pressure to 100 psig. Such gases will be referred to hereinafter only as steam for the sake of simplicity.

따라서, 스트림 (17) 은 증기, 산 종류, 및 약 1,10O℉ 보다 낮은 비등점을 갖는 탄화수소 기체의 혼합물일 수 있다. 스트림 (17) 은 상압 내지 100 psig 의 압력에서 약 600 내지 약 800℉ 의 온도에 있을 수 있다.Thus, stream 17 may be a mixture of vapor, acid species, and hydrocarbon gas having a boiling point lower than about 1,10O <0> F. Stream 17 may be at a temperature of about 600 to about 800 ° F. at a pressure of normal to 100 psig.

라인 (21) 으로부터의 증기는 크래킹 작동시 통상적인 경우와 같이 단지 부분압 목적의 희석제로서만 작용하지는 않는다. 그보다, 라인 (21) 으로부터의 증기는 희석 기능을 제공할 뿐만 아니라 유닛 (11) 내에 액체 상태로 잔류하는 탄화수소를 위한 추가의 기화 및 마일드 크래킹 에너지도 제공한다. 이는 전체 원유 및 잔류물에서 발견되는 것과 같이 중질 탄화수소 성분의 기화 및/또는 마일드 크래킹을 달성하기에 충분한 에너지만으로도 수행된다. 예를 들어, 라인 (21) 내의 증기를 사용함으로써, 공급물 (2) 액체의 실질적 기화/마일드 크래킹이 달성된다. 그럼으로써, 매우 높은 증기 희석비 및 가장 높은 온도의 증기가 제공되고, 여기서 이들은 대부분 액체 탄화수소 적하물이 구역 (13) 내에서 점진적으로 아래로 이동하는 것이 요구된다.The vapor from line 21 does not act only as a diluent for partial pressure purposes as is usual in cracking operations. Rather, the vapor from line 21 not only provides a dilution function but also provides additional vaporization and mild cracking energy for hydrocarbons remaining in the liquid state in unit 11. This is done with only enough energy to achieve vaporization and / or mild cracking of the heavy hydrocarbon components as found in the whole crude oil and residues. For example, by using steam in line 21, substantial vaporization / mild cracking of the feed 2 liquid is achieved. Thereby, very high vapor dilution ratios and the highest temperature steams are provided, where most of them require the liquid hydrocarbon load to gradually move down in zone (13).

본 발명에 따라서, 모두 전술한 바와 같이, 도 1 의 공급물 (10) 에 잔류하는, 약 1,100℉ 보다 경량으로 (낮게) 비등하는 탄화수소 및 산 종류는, 전술한 바와 같이, 유닛 (11) 에서 기화되고 라인 (14) 또는 라인 (17) 에 의해 또는 라인 둘 다에 의해 제거되고 노 (1) 에 유입될 것이다. 또한, 상기 문단에서 전술한 경질의 실체물보다 중질의 탄화수소류 실체물은, 적어도 부분적으로, 유닛 (11) 내에서 전술한 바와 같은 경질의 탄화수소류 실체물로 마일드 크래킹되거나 또는 그렇지 않으면 분해되고, 이렇게 형성된 경질의 실체물은 노 (1) 에 대한 추가의 공급물로서 라인 (17) 에 의해 제거된다. 공급물 (10) 중 액체 잔류물은, 존재하는 경우에, 다른 곳에의 배열을 위해 라인 (26) 에 의해 제거된다.In accordance with the present invention, hydrocarbon and acid species that boil lighter (lower) than about 1,100 ° F., which remain in the feed 10 of FIG. 1, as described above, are all in the unit 11, as described above. It will be vaporized and removed by line 14 or line 17 or by both lines and enter the furnace 1. Further, hydrocarbon-based entities that are heavier than the hard entities described above in the paragraph are mildly cracked or otherwise decomposed into light hydrocarbon-based entities as described above in unit 11, The hard entity thus formed is removed by line 17 as an additional feed to the furnace 1. Liquid residue in feed 10, if present, is removed by line 26 for arrangement elsewhere.

실시예Example

4.5 의 TAN 값을 가진 Doba 상압 잔사유를 경질의 가솔린 및 나프타와 동일 중량부로 혼합하여, 2.25 의 TAN 값을 가진 혼합물을 형성하였다. 이러한 혼합물은 열분해 노 (1) 의 대류 섹션의 예열 섹션 (3) 안으로 유입되었다. 이러한 공급 혼합물 (2) 은 260℉ 및 80 psig 에 있다. 이러한 대류 섹션에서, 공급물 (2) 은 약 60 psig 에서 약 690℉ 로 예열된 후, 라인 (10) 을 통하여 기화 유닛 (11) 안으로 보내어지고, 약 690℉ 및 60 psig 에 있는 가솔린, 나프타 및 가스 오일 가스의 혼합물은 상기 유닛의 구역 (12) 에서 분리되었다.Doba atmospheric residue having a TAN value of 4.5 was mixed with light gasoline and naphtha in equal parts by weight to form a mixture with a TAN value of 2.25. This mixture was introduced into the preheating section 3 of the convection section of the pyrolysis furnace 1. This feed mixture 2 is at 260 ° F. and 80 psig. In this convection section, the feed 2 is preheated to about 690 ° F. at about 60 psig and then sent through the line 10 into the vaporization unit 11 and at about 690 ° F. and 60 psig, gasoline, naphtha and The mixture of gas oil gas was separated in zone 12 of the unit.

이러한 분리된 가스는 라인 (25) 에 의해 운반하기 위해 구역 (12) 에서부터 동일한 노의 대류 예열 서브 구역 (27) 으로 제거되었다.This separated gas was removed from zone 12 into the convection preheating subzone 27 of the same furnace for delivery by line 25.

잔류물 기재의 공급물 (2) 로부터의 나머지 탄화수소 액체는, 전술한 동반 탄화수소 가스로부터 분리한 후, 라인 (15) 에 의해 하부 섹션 (13) 으로 운반되고 그 하부 섹션에서 그 바닥 쪽으로 하방으로 낙하되도록 되었다.The remaining hydrocarbon liquid from the residue-based feed 2 is transported to the lower section 13 by line 15 and then separated downward from the lower section to its bottom after separation from the aforementioned companion hydrocarbon gas. It was possible.

약 1,050℉ 에서 예열된 증기 (21) 는, 하부 섹션 (13) 에서 증기 대 탄화수소비가 약 1 이 되도록 기화 구역 (13) 의 바닥 근방에서 도입되었다. 낙하하는 액체 적하물은, 구역 (13) 의 바닥에서부터 그 상부 쪽으로 상승하는 증기에 대하여 역류하였다. 구역 (13) 에서 하방으로 낙하하는 액체에 대하여, 증기 대 액체 탄화수소비는 섹션 (19) 의 상부에서부터 바닥쪽으로 증가하였다.Steam 21 preheated at about 1,050 ° F. was introduced near the bottom of vaporization zone 13 such that the vapor to hydrocarbon ratio in the lower section 13 was about one. The falling liquid load flowed back against the vapor rising from the bottom of the zone 13 to the top thereof. For the liquid falling down in zone 13, the vapor to liquid hydrocarbon ratio increased from the top of section 19 to the bottom.

약 750℉ 에 있는 증기 및 탄화수소 기체 (17) 의 혼합물은 구역 (13) 상부 근방으로부터 인출되고 라인 (14) 을 통하여 구역 (12) 으로부터 일찍 제거된 가스와 혼합되어, 존재하는 탄화수소의 1 파운드당 약 0.5 파운드의 증기를 포함하는 복합 증기/탄화수소 기체 스트림 (25) 을 형성하였다. 이러한 복합 스트림은 서브 구역 (27) 에서 약 50 psig 미만에서 약 1,000℉ 까지 예열된 후, 1,400℉ 내지 1,550℉ 범위의 온도에서 크래킹하도록 복사성 화실 서브 구역 (29) 안으로 보내어졌다. 스트림 (25) 에 존재하는 나프탈렌산의 전환으로 인해, 크래킹 노에서는 CO 및 CO2 생성이 증가되었다.The mixture of vapor and hydrocarbon gas 17 at about 750 ° F. is withdrawn from near the top of zone 13 and mixed with the gas removed early from zone 12 via line 14, thereby producing about about one pound of hydrocarbon present. A complex vapor / hydrocarbon gas stream 25 comprising 0.5 pounds of steam was formed. This composite stream was preheated from less than about 50 psig to about 1,000 ° F. in sub-zone 27 and then sent into radiant chamber sub-zone 29 to crack at temperatures ranging from 1,400 ° F. to 1,550 ° F. Due to the conversion of naphthalic acid present in stream 25, the cracking furnace increased CO and CO 2 production.

유닛 (11) 의 바닥 생성물 (26) 은 약 900℉ 의 온도 및 약 60 psig 의 압력에서 제거되고 소망하는 추가의 처리를 위해 하류측 처리 장비로 보내어졌다.The bottom product 26 of unit 11 was removed at a temperature of about 900 ° F. and a pressure of about 60 psig and sent to the downstream treatment equipment for the desired further treatment.

나프탈렌산을 포함하는 상당량의 유기산은 스트림 (25) 에서 종료되고 그 후 크래킹 노에서 CO, CO2 및 저분자량 산으로 전환되었다.A significant amount of organic acid, including naphthalene acid, was terminated in stream 25 and then converted to CO, CO 2 and low molecular weight acids in the cracking furnace.

동시에, 기화 유닛 (11), 특히 기화 구역 (13) 의 작동에 의해 액체 공급물의 첨가양을 기화시킴으로써, 상기 크래킹 노를 위한 추가의 기체 공급물이 형성되었다.At the same time, additional gas feed for the cracking furnace was formed by vaporizing the amount of liquid feed added by the operation of the vaporization unit 11, in particular the vaporization zone 13.

Claims (10)

적어도 하나의 탄화수소류 물질로 구성되는 탄화수소류 공급원료를 열 크래킹하는 방법으로서, 상기 적어도 하나의 탄화수소류 물질은 적어도 하나의 유기산 종류를 포함하고,
상기 방법은,
상기 공급원료를 예열하여 초기의 화학 조성을 가진 초기 기상 및 초기 화학 조성을 가진 초기 액상을 포함하는 예열된 스트림을 형성하는 단계,
상기 예열된 스트림을 기화 단계로 보내는 단계로서, 이 단계에서 상기 초기 액상의 일부는, 상기 기화 단계를 나오는 전체 기체의 화학 조성이 상기 초기 기상의 초기 화학 조성과 상이하고 또한 상기 기화 단계를 나오는 나머지 액체의 화학 조성이 상기 초기 액상의 초기 화학 조성과 상이하도록 기화되는 단계, 및
상기 기화 단계를 나오는 상기 기체의 적어도 일부를 적어도 하나의 열 크래킹 노에 대한 공급물로서 상기 적어도 하나의 열 크래킹 노로 보내는 단계를 포함하는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
A method of thermal cracking a hydrocarbon feedstock consisting of at least one hydrocarbon material, the at least one hydrocarbon material comprising at least one organic acid species,
The method comprises:
Preheating the feedstock to form a preheated stream comprising an initial gas phase having an initial chemical composition and an initial liquid phase having an initial chemical composition,
Sending the preheated stream to a vaporization step, wherein a portion of the initial liquid phase is such that the chemical composition of the total gas exiting the vaporization step is different from the initial chemical composition of the initial vapor phase and the remainder exiting the vaporization step. Vaporizing the chemical composition of the liquid to be different from the initial chemical composition of the initial liquid phase, and
Sending at least a portion of said gas exiting said vaporization step to said at least one thermal cracking furnace as a feed to at least one thermal cracking furnace.
제 1 항에 있어서,
상기 탄화수소류 공급원료는 적어도 1.0 ㎎ KOH/공급원료 g 의 TAN 을 가지는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 1,
Wherein said hydrocarbon feedstock has a TAN of at least 1.0 mg KOH / g feedstock g.
제 1 항에 있어서,
상기 탄화수소류 공급원료는 적어도 0.5 ㎎ KOH/공급원료 g 의 TAN 을 가지는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 1,
Wherein said hydrocarbon feedstock has a TAN of at least 0.5 mg KOH / g feedstock g.
제 1 항에 있어서,
상기 탄화수소류 공급원료는 전체 원유, 응축물, 잔사유, 및 2 종 이상의 이들의 혼합물 중 적어도 하나인 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 1,
Wherein said hydrocarbon feedstock is at least one of whole crude oil, condensate, residues, and mixtures of two or more thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 탄화수소류 공급원료는 적어도 하나의 상압 잔사유인 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 1,
Wherein said hydrocarbon feedstock is at least one atmospheric residue.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유기산 종류는 적어도 하나의 카르복실산 종류를 포함하는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 1,
Wherein said at least one organic acid species comprises at least one carboxylic acid species.
제 6 항에 있어서,
상기 카르복실산 종류는 적어도 하나의 나프탈렌산 종류를 포함하는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method according to claim 6,
Wherein said carboxylic acid species comprises at least one naphthalene acid species.
제 1 항에 있어서,
상기 기화 단계에서는 적어도 제 1 기화 구역 및 제 2 기화 구역을 사용하고,
상기 제 1 기화 구역은, 상기 초기 기상 및 상기 초기 액상을 포함하는 상기 예열된 공급원료를 수용하고 또한 상기 초기 액상으로부터 초기 기상을 적어도 분리하며,
상기 분리된 초기 기상 물질은 상기 제 1 기화 구역으로부터 상기 적어도 하나의 열 크래킹 노에 공급물로서 보내어지고,
상기 제 2 기화 구역은, 상기 제 1 기화 구역으로부터 이 제 1 기화 구역에서 기체로 존재하지 않는 예열된 초기 액상 물질을 수용하고, 또한 상기 제 2 기화 구역에서 이 제 2 기화 구역에서의 상기 예열된 초기 액상 물질의 상당량이 기화되어 추가의 가스성 물질을 형성할 때까지 상기 예열된 초기 액상 물질에 가열 및 마일드 크래킹 중 적어도 하나를 가하고 또한 나머지 액체가 나오도록 하며,
상기 제 2 기화 구역에 형성된 상기 추가의 가스성 물질은 이로부터 제거되어 적어도 하나의 열 크래킹 노에 공급물로서 보내어지고, 그럼으로써 상기 제 2 기화 구역에 형성된 상기 추가의 가스성 물질의 화학 조성은 상기 초기 기상의 화학 조성과 상이하고, 상기 제 2 기화 구역을 나오는 상기 나머지 액체의 화학 조성은 상기 초기 액상의 화학 조성과 상이한 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 1,
The vaporization step uses at least a first vaporization zone and a second vaporization zone,
The first vaporization zone receives the preheated feedstock comprising the initial gas phase and the initial liquid phase and at least separates the initial gas phase from the initial liquid phase,
The separated initial gaseous material is sent from the first vaporization zone as a feed to the at least one thermal cracking furnace,
The second vaporization zone receives a preheated initial liquid material that is not present as a gas in the first vaporization zone from the first vaporization zone, and also the preheated in this second vaporization zone in the second vaporization zone. At least one of heating and mild cracking is applied to the preheated initial liquid material and the remaining liquid comes out until a substantial amount of the initial liquid material is vaporized to form additional gaseous material,
The additional gaseous material formed in the second vaporization zone is removed therefrom and sent as a feed to at least one thermal cracking furnace, whereby the chemical composition of the additional gaseous material formed in the second vaporization zone is And wherein the chemical composition of the remaining liquid exiting the second vaporization zone is different from the chemical composition of the initial gas phase and is different from the chemical composition of the initial liquid phase.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 기화 구역의 초기 액상 물질은 700 내지 1,100℉ 범위의 온도를 받게 되는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 8,
Wherein the initial liquid material of the second vaporization zone is subjected to a temperature in the range of 700 to 1,100 ° F.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 기화 구역으로부터 분리된 초기 기상 물질 및 상기 제 2 기화 구역으로부터 제거된 추가의 가스성 물질은 조합되고, 이 조합된 스트림은 적어도 하나의 열 크래킹 노로 보내어지는 탄화수소류 공급원료의 열 크래킹 방법.
The method of claim 8,
The initial gaseous material separated from the first vaporization zone and the additional gaseous material removed from the second vaporization zone are combined and the combined stream is sent to at least one thermal cracking furnace for thermal cracking of hydrocarbon feedstock. .
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