KR20140005214A - 통합된 경질 올레핀 분리/분해 공정 - Google Patents

통합된 경질 올레핀 분리/분해 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄화수소를 제조하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 본 방법은 올레핀 및 파라핀을 포함하는 탄화수소를 분리하여 약 70 wt% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 탄화수소 및 약 70 wt% 이상의 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 탄화수소를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 약 20 중량% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생산하기에 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재 하에 적어도 일부의 올레핀-풍부 탄화수소를 분해하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

통합된 경질 올레핀 분리/분해 공정 {INTEGRATED LIGHT OLEFIN SEPARATION/CRACKING PROCESS}
관련 출원의 상호-참조
본 출원은 본원에 참조로서 통합된 2010년 12월 23일에 출원된 미국특허출원 일련번호 12/978,079 에 대한 우선권을 주장한다.
분야
본원에 기재된 구현예는 일반적으로 탄화수소를 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이러한 구현예는 유동화 촉매 분해 시스템에서 파라핀/올레핀 혼합물을 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련된 기술의 상세설명
유동화 촉매 분해 ("FCC") 시스템은 원료 탄화수소를 하나 이상의 제품으로 전환시킨다. 이러한 하나의 FCC 시스템은 올레핀-풍부 탄화수소 스트림을 상당량의 에틸렌 및 방향족 가솔린 부산물과 함께 현저하게 프로필렌으로 전환시킨다. 이러한 FCC 시스템에서, 올레핀은 고전환 수준을 진행하고, 한편 파라핀은 전환율을 실질적으로 더 낮다. 비전환된 파라핀은 통상적으로 프로필렌 및 에틸렌의 최종 수율을 최대화하는 반응기로 순환되어 소거된다. 불운하게도, 파라핀을 소거까지 순환시키는 것은 재생 물질의 대량 축적을 초래할 수 있고, 이는 더 높은 비용 소요 및/또는 더 높은 에너지 소모를 야기한다.
따라서 FCC 시스템에서 파라핀/올레핀 혼합물을 처리하기 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
도 1 은 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 예시적인 올레핀/파라핀 분리 시스템의 도면을 도시한다.
도 2 는 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 올레핀/파라핀 분리기에 의해 공급되는 예시적인 유동 촉매 분해 시스템의 도면을 도시한다.
도 3 은 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 하나 이상의 올레핀을 생산하기 위한 예시적인 시스템의 도면을 도시한다.
도 4 는 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 하나 이상의 올레핀을 생산하기 위한 다른 예시적인 시스템의 도면을 도시한다.
상세한 설명
탄화수소를 생산하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 하나 이상의 구현예에 있어서, 방법은 올레핀 및 파라핀을 포함하는 탄화수소를 분리하여 약 70 중량% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 탄화수소 및 약 70 중량% 이상의 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 탄화수소를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 약 20 중량% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생산하기에 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재 하에 적어도 일부의 올레핀-풍부 탄화수소를 분해하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1 은 하나 이상의 구현예에 따른 예시적인 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 의 도면을 도시한다. 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 은 정제기 또는 가드 베드 (103), 흡착기 (105), 파라핀 분별기 (107), 및 올레핀 분별기 (109) 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 탄화수소 공급원료 또는 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 로 주입될 수 있다.
라인 (102) 를 통한 탄화수소는 이에 제한되지 않지만 하나 이상의 혼합된 올레핀, 하나 이상의 혼합된 파라핀, 및/또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에 있어서, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 정유공장으로부터 비롯될 수 있다. 예를 들어, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 미정제 오일의 증류 및 하나 이상의 이의 분획물의 처리로부터 생성된 가스 혼합물일 수 있다. 하나 이상의 구현예에 있어서, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 12 이하의 탄소수를 갖는 탄화수소 화합물을 함유할 수 있다. 예를 들어, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 약 0.1 부피% ("vol%") 내지 약 35 vol% 의 부탄 및 약 0.1 vol% 내지 약 20 vol% 의 펜탄 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현예에 있어서, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 약 60 중량% 이상 ("wt%"), 약 70 wt% 이상, 약 80 wt% 이상, 약 90 wt% 이상, 약 95 wt% 이상의 C4-C12 올레핀 및 파라핀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 약 20 wt%, 약 30 wt%, 또는 약 40 wt% 최저 내지 약 85%, 약 90 wt%, 또는 약 95 wt% 의 최고의 범위의 C4-C12 올레핀 농도를 가질 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 약 60 wt% 이상, 약 70 wt% 이상, 약 80 wt% 이상, 약 90 wt% 이상의 C4-C5 올레핀 및 파라핀을 포함할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 약 60 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 60 wt% 이상, 약 70 wt% 이상, 약 80 wt% 이상, 약 90 wt% 이상의 C4-C5 올레핀 및 파라핀을 포함할 수 있다.
라인 (102) 를 통한 탄화수소는 임의로 가드 베드 (103) 에 주입되어 라인 (110) 을 통해 정제된 탄화수소를 생성할 수 있다. 가드 베드 (103) 는 탄소수소에서 불순물을 적어도 부분적으로 제거하여 흡착기 (105) 에서의 흡착 공정에서의 손상 및/또는 원하지 않은 문제를 감소시키거나 방지할 수 있다. 가드 베드 (103) 으로 부터의 라인 (110) 을 통한 정제된 탄화수소는 흡착기 (105) 로 주입될 수 있다. 도시되지 않았지만 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 흡착기 (105) 로 직접 주입될 수 있다.
예시된 바와 같이, 흡착기 (105) 는 라인 (110) 을 통해 정제된 탄화수소를 분리하는, 즉 흡착 및 탈착하기 위해 대안적으로 사용될 수 있는 2 개의 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (110) 을 통해 정제된 탄화수소는 라인 (148) 을 통해 제 1 흡착/탈착 유닛 (125) 에 주입될 수 있다. 제 1 흡착/탈착 유닛 (125) 는 흡착/탈착 베드 (126) 에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡착할 수 있고, 올레핀-빈약 탄화수소는 라인 (127) 을 통해 회수될 수 있다. 흡착/탈착 베드 (126) 이 충분한 양의 올레핀을 흡착하거나 올레핀으로 포화되는 경우, 라인 (148) 을 통해 주입되는 정제된 탄화수소는 정지되어 라인 (149) 를 통해 제 2 흡착/탈착 유닛 (130) 으로 재이송될 수 있다. 제 2 흡착/탈착 유닛 (130) 은 흡착/탈착 베드 (131) 에 함유된 올레핀의 적어도 일부를 흡수하여 라인 (128) 을 통해 올레핀-부족 탄화수소를 제공할 수 있다. 2 개 이상의 흡착/탈착 베드를 사용한 흡착은 다중-베드 흡착으로 지칭될 수 있다.
올레핀 선택적 흡착제가 흡착/탈착 베드 (126, 131) 에 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡착제는 올레핀, 유형 X 제올라이트 또는 유형 Y 제올라이트를 사용하여 선택적으로 π-복합체를 형성하는 π-복합 흡수제일 수 있다. 하나의 예에서, 흡수제는 유형 13X 제올라이트일 수 있다.
라인 (148) 을 통해 주입된 정제된 탄화수소가 라인 (149) 를 통해 재이송되는 경우, 올레핀 린스가 라인 (152) 를 통해 제 1 흡착/탈착 유닛 (125) 에 주입될 수 있다. 올레핀 린스는 올레핀 생성물 (104) 또는 다른 올레핀 공급원 (미도시) 로부터 제 1 순환 라인 (151) 을 통해 라인 (152) 로 주입될 수 있다. 라인 (152) 를 통한 올레핀 린스는 흡착/탈착 유닛 (125) 에 잔류된 파라핀을 세척하거나 씻어 잔류된 파라핀을 라인 (127) 을 통해 올레핀-부족 탄화수소에 첨가할 수 있다.
라인 (122) 를 통한 대체 매개물 또는 탈착제가 라인 (112) 를 통해 제 1 흡착/탈착 유닛 (125) 로 주입되어 적어도 일부의 흡착된 올레핀을 대체하고 라인 (132) 을 통한 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공할 수 있다. 올레핀이 흡착/탈착 베드 (126) 로부터 대체되는 경우, 라인 (112) 를 통한 대체 매개물의 주입이 정지되고/되거나 다른 흡착/탈착 유닛, 예를 들어 제 2 흡착/탈착 유닛 (130) 으로 재이송될 수 있다. 예시적인 대체 매개물은 이에 제한되지 않지만 하나 이상의 알칸, 예컨대 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
흡착/탈착 베드 (131) 이 충분한 양의 올레핀을 흡착하고 또는 올레핀으로 포화되는 경우, 흡착된 올레핀이 탈착되고 라인 (132) 를 통해 회수된다면 라인 (149) 를 통해 주입된 정제된 탄화수소가 정지되고/되거나 라인 (148) 을 통해 흡착/탈착 유닛 (125) 로 재이송될 수 있다. 올레핀 린스가 라인 (153) 을 통해 제 2 흡착/탈착 유닛 (130) 으로 주입되어 흡착/탈착 유닛 (130) 에 잔류된 파라핀을 세척하거나 씻어 잔류된 파라핀을 라인 (128) 을 통해 올레핀-부족 탄화수소에 첨가할 수 있다. 올레핀 린스는 올레핀 생성물 (104) 또는 다른 올레핀 공급원 (미도시) 로부터 제 1 순환 라인 (151) 을 통해 라인 (153) 으로 주입될 수 있다.
라인 (122) 를 통한 대체 매개물 또는 탈착제는 라인 (113) 을 통해 제 2 흡착/탈착 유닛 (130) 으로 주입될 수 있고, 이는 적어도 일부의 흡착된 올레핀을 대체하여 라인 (133) 을 통한 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공할 수 있다. 정제된 탄화수소가 라인 (148) 을 통해 재이송되는 경우, 흡착/탈착 유닛 (125) 는 이후 다시 적어도 일부의 올레핀을 흡착하여 라인 (132) 를 통해 올레핀-풍부 탄화수소를 제공할 수 있다. 이와 같이, 2 개의 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 은 제 1 흡착/탈착 유닛 (125) 이 올레핀을 흡착하고 제 2 흡착/탈착 유닛 (130) 이 세정하거나 올레핀을 탈착하고 이의 역이 되도록 선택적으로 작동될 수 있다. 2 개의 흡착/탈착 유닛을 나타내었으나, 2 개 이상의 흡착/탈착 유닛이 동일 또는 유사한 방법 및/또는 순서로 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
나타난 바와 같이, 라인 (148, 149) 를 통한 정제된 탄화수소 및 라인 (112, 113) 을 통한 대체 매개물은 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 의 동일한 말단으로 주입될 수 있다. 나타내지 않았지만, 라인 (148, 149) 를 통한 정제된 탄화수소 및 라인 (112, 113) 을 통한 대체 매개물은 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 의 반대 단부에 주입될 수 있다. 흡착 및 탈착은 서로에 대해 같은 방향으로 또는 서로에 대해 반대방향으로 수행될 수 있다 (미도시). 수직하게 배치된 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 에 대해, 라인 (148, 149) 를 통한 정제된 탄화수소는 정제된 탄화수소가 이를 통해 하부 또는 상부로 유동되도록 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 각각에 대해 주입될 수 있다 (미도시). 라인 (112, 113) 을 통한 대체 매개물은 대체 매개물이 이를 통해 하부 또는 상부로 유동되도록 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 각각에 대해 주입될 수 있다 (미도시). 대안적인 예에서, 정제된 탄화수소 및 대체 매개물의 동방향 유동 방향이 반대로 될 수 있다.
흡착/탈착 유닛 (125, 130) 으로부터의 라인 (132, 133) 을 통해 회수된 올레핀-부족 탄화수소는 라인 (106) 을 통해 파라핀 분별기 (107) 로 주입될 수 있다. 마찬가지로, 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 으로부터의 라인 (132, 133) 을 통해 회수된 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소는 라인 (108) 을 통해 올레핀 분별기 (109) 로 주입될 수 있다. 라인 (127, 128) 을 통한 올레핀-부족 탄화수소는 제 1 또는 제 2 흡착/탈착 유닛 (125, 130) 으로부터의 파라핀 및 탈착제를 포함할 수 있다.
나타내지 않았지만, 라인 (110) 을 통한 정제된 탄화수소로부터의 파라핀은 흡착 베드 (125, 130) 에서 올레핀 대신 흡착될 수 있다. 이러한 예에서, 파라핀-부족 탄화수소는 라인 (127, 128) 을 통해 올레핀-부족 탄화수소 대신 회수될 수 있다. 흡착된 올레핀에 대해 상기 기재된 공정과 유사하게, 흡착된 파라핀은 라인 (112, 113) 을 통한 대체 매개물로 탈착되어 라인 (132, 133) 을 통한 대체 매개물과 혼합된 파라핀-풍부 탄화수소를 제공한다. 이러한 예에서, 나타내지 않았지만, 라인 (132, 133) 을 통한 대체 매개물과 혼합된 파라핀-풍부 탄화수소는 라인 (106) 을 통해 파라핀 분별기 (107) 로 주입될 수 있고, 라인 (127, 128) 을 통한 파라핀-부족 탄화수소는 라인 (108) 을 통해 올레핀 분별기 (109) 로 주입될 수 있다.
파라핀 분별기 (107) 은 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 탄화수소 및 라인 (118) 을 통한 제 1 순환 대체 매개물을 생성할 수 있다. 라인 (118) 을 통한 제 1 순환 대체 매개물은 분별기 (107) 로부터 라인 (122) 를 통한 흡착기 (105) 로 순환될 수 있다. 올레핀 분별기 (109) 는 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료 및 라인 (116) 을 통한 제 2 순환 대체 매개물을 생성할 수 있다.
하나 이상의 구현예에 있어서, 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 으로부터의 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료는 약 70 wt% 이상의 C2-C20 올레핀, 또는 약 70 wt% 이상의 C2-C12 올레핀, 또는 약 70 wt% 이상의 C2-C8 올레핀, 또는 약 70 wt% 이상의 C2-C5 올레핀을 가질 수 있다. 하나 이상의 구현예에 있어서, 라인 (104) 를 통한 파라핀-풍부 탄화수소는 약 60 wt% 이상의 C2-C20 파라핀, 또는 약 60 wt% 이상의 C2-C12 파라핀, 또는 약 60 wt% 이상의 C2-C8 파라핀, 또는 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 가질 수 있다. 라인 (102) 를 통한 탄화수소로부터의 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료에서의 올레핀 농도는 약 90%, 약 93%, 또는 약 95% 의 최저 내지 약 99%, 약 99.6%, 또는 약 99.99% 의 최고 범위일 수 있다. 예를 들어, 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료에서의 올레핀 농도는 약 94.5 wt% 이상, 약 97 wt% 이상, 약 98 wt% 이상, 약 99 wt% 이상, 또는 약 99.5 wt% 이상일 수 있다. 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 탄화수소에서의 파라핀 농도는 약 70 wt%, 약 75 wt%, 또는 약 80 wt% 의 최저 내지 약 85 wt%, 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 최고 범위일 수 있다.
라인 (102) 에서 탄화수소로부터 회수되고 라인 (104) 에서의 올레핀-풍부 공급원료에 함유된 올레핀의 양은 라인 (102) 에서의 탄화수소에서의 올레핀의 총량의 약 90%, 약 91%, 약 93%, 또는 약 95% 의 최저 내지 약 약 97%, 약 97.5%, 약 98%, 약 99.6%, 또는 약 99.99% 의 최고 범위일 수 있다. 예를 들어, 라인 (104) 에서의 올레핀-풍부 공급원료에 존재할 수 있는 라인 (102) 에서의 탄화수소에 함유된 올레핀의 양은 라인 (102) 에서의 탄화수소에 존재하는 올레핀의 총량의 약 94.5% 이상, 약 95.5% 이상, 약 97% 이상, 약 98% 이상, 약 99% 이상, 또는 약 99.5% 이상일 수 있다. 이와 같이, 하나 이상의 구현예에 있어서, 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 은 100 % 미만의 분리 효율을 가질 수 있다.
하나의 구현예에 있어서, 라인 (104) 을 통한 올레핀-풍부 공급원료는 약 5 wt%, 약 10 wt%, 약 15 wt%, 또는 약 20 wt% 의 최조 내지 약 80 wt%, 약 85 wt%, 약 90 wt%, 약 95 wt%, 약 97 wt%, 약 98 wt%, 약 99 wt%, 약 99.5 wt%, 또는 약 99.9 wt% 의 최고 범위의 C4 탄화수소의 농도를 가질 수 있다. 라인 (104) 을 통한 올레핀-풍부 공급원료는 약 약 5 wt%, 약 10 wt%, 약 15 wt%, 또는 약 20 wt% 의 최저 내지 약 80 wt%, 약 85 wt%, 약 90 wt%, 약 95 wt%, 약 97 wt%, 또는 약 99 wt% 의 최고 범위의 C5 탄화수소의 농도를 가질 수 있다. 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료는 약 5 wt%, 약 10 wt%, 약 15 wt%, 또는 약 20 wt% 의 최저 내지 약 80 wt%, 약 85 wt%, 약 90 wt%, 약 95 wt%, 약 97 wt%, 또는 약 99 wt% 의 최고 범위의 C6 탄화수소의 농도를 가질 수 있다. 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료는 약 0.5 wt%, 약 1 wt%, 약 5 wt%, 또는 약 10 wt% 의 최저 내지 약 30 wt%, 약 35 wt%, 약 40 wt%, 약 45 wt%, 또는 약 50 wt% 의 최고 범위를 갖는 C7 탄화수소의 농도를 가질 수 있다. 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급원료는 약 0.5 wt%, 약 1 wt%, 약 5 wt%, 또는 약 10 wt% 의 최저 내지 약 30 wt%, 약 35 wt%, 약 40 wt%, 약 45 wt%, 또는 약 50 wt% 의 최고 범위의 C8 탄화수소의 농도를 가질 수 있다.
도 2 는 하나 이상의 구현예에 따르는, 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 에 의해 공급되는 예시적 유동 촉매 분해 ("FCC") 시스템 (200) 의 도식을 나타낸다. FCC 시스템 (200) 은 하나 이상의 반응 라이저 또는 라이저 (205), 덕트 또는 전이 라인 (210), 분리기 (250), 및 재생기 (215) 를 포함할 수 있다. 비록 제시되어 있지 않지만, FCC 시스템 (200) 은 스트리퍼 (stripper) 를 또한 포함할 수 있다.
라인 (225) 를 통한 증기, 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물, 및 라인 (220) 을 통한 하나 이상의 촉매는 반응 라이저 (205) 로 공급되어, 그안에서 유동화된 혼합물 ("반응 혼합물") 을 형성할 수 있다. 라인 (225) 를 통한 증기 및 라인 (220) 을 통한 촉매는 반응 라이저 (205) 로 별도로 도입될 수 있다. 대안적으로, 증기 및 촉매는 혼합되고 혼합물로서 함께 반응 라이저 (205) 로 도입될 수 있다. 또다른 대안에서, 증기 및 올레핀-풍부 공급물은 혼합되고 혼합물로서 함께 반응 라이저 (205) 로 도입될 수 있다.
라인 (225) 를 통한 증기 및 라인 (220) 을 통한 촉매에 의해 제공되는, 반응 라이저 (205) 내의 열은 라인 (104) 를 통해 도입되는 올레핀-풍부 공급물을, 이미 증발되지 않은 경우, 증발시켜, 그안에서 반응 혼합물을 제공할 수 있다. 재생기 (215) 로부터 제공되는 폐열을 사용하여 반응 라이저 (205) 로 보조 열이 제공될 수 있다. 반응 라이저 (205) 내에서, 반응 혼합물 내의 탄화수소는 하나 이상의 탄화수소 및 탄화수소 부산물로 분해되어 전이 라인 (210) 을 통해 제 1 생성물 혼합물을 제공할 수 있다. 반응 라이저 (205) 에 존재하는 탄화수소 부산물의 일부 이상이 촉매 미립자의 표면에 침적되어, 코크스화된-촉매 미립자 (coked-catalyst particulates) 또는 폐촉매 (spent catalyst) 를 형성할 수 있다. 따라서, 반응 라이저 (205) 를 떠나는 제 1 생성물 혼합물은 기체성 탄화수소에 현탁된 코크스화된-촉매 미립자, 탄화수소 부산물, 탄소 분진 또는 미립자, 증기, 및 기타 비활성 성분을 함유할 수 있다. 그와 같이, 전이 라인 (210) 중 미립자-유체 혼합물은 기체성 탄화수소의 감소된 환경일 수 있다.
촉매 미립자에 침적된 코크스 또는 탄소의 양은 낮게는 약 0.01 wt%, 약 0.1 wt%, 또는 약 0.5 wt% 에서 높게는 약 1 wt%, 약 1.5 wt%, 또는 약 3 wt% 의 범위일 수 있다. 예를 들어, 촉매 미립자에 침적된 코크스의 양은 탄소 침적물 및 촉매 미립자의 총 중량을 기준으로 약 0.5 wt% ~ 약 1.5 wt%, 약 0.7 wt% ~ 약 1.3 wt%, 또는 약 0.9 wt% ~ 약 1.1 wt% 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 구체적 구현예에서, 촉매 미립자에 침적된 코크스의 양은 약 1 wt% 일 수 있다.
촉매-대-탄화수소 중량 비는 약 2:1 ~ 약 35:1, 약 2:1 ~ 약 20:1, 약 3:1 ~ 약 10:1, 또는 약 4:1 ~ 약 8:1 의 범위일 수 있다. 반응 라이저 (205) 는 낮게는 약 425℃, 약 450℃, 약 475℃, 또는 약 500℃ 에서 높게는 약 635℃, 약 675℃, 약 700℃, 또는 약 825℃ 범위의 온도에서 작동될 수 있다. 예를 들어, 반응 라이저 (205) 는 약 400℃ ~ 약 675℃, 약 605℃ ~ 약 670℃, 약 610℃ ~ 약 660℃, 또는 약 615℃ ~ 약 650℃ 범위의 온도에서 작동될 수 있다. 하나 이상의 구체적 구현예에서, 반응 라이저 (205) 는 약 605℃, 약 615℃, 약 625℃, 약 630℃, 약 640℃, 또는 약 650℃ 의 온도에서 작동될 수 있다.
라이저 내의 압력은 낮게는 약 40 kPa, 약 55 kPa, 약 65 kPa, 또는 약 70 kPa 에서 높게는 약 650 kPa, 약 675 kPa, 약 700 kPa, 또는 약 725 kPa 의 범위일 수 있다. 다른 범위들이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 번호 7,128,827 에 기재되어 있다. 하나의 구체적 구현예에서, 분해는 약 590℃ ~ 약 675℃ 의 온도 및 약 68 kPa ~ 약 690 kPa 의 압력에서 일어날 수 있다.
반응 라이저 (205) 를 통하여 흐르는 반응 혼합물의 속도는 약 3 m/sec ~ 약 27 m/sec, 약 6 m/sec ~ 약 25 m/sec, 또는 약 9 m/sec ~ 약 21 m/sec 의 범위일 수 있다. 반응 라이저 (205) 내에서의 반응 혼합물의 체류 시간은 약 20 초 미만, 약 10 초 미만, 약 8 초 미만, 약 4 초 미만, 또는 약 2 초 미만일 수 있다.
라인 (104) 를 통해 도입되는 올레핀-풍부 공급물은 반응 라이저 (205) 로의 도입에 앞서 예비-가열될 수 있다. 비록 도 2 에 제시되어 있지 않지만, 폐 공정 열을 사용하는 재생식 열 교환기가 사용되어 라인 (104) 를 통해 도입되는 올레핀-풍부 공급물을 예비-가열할 수 있다. 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물의 온도는 약 (200)℃ ~ 약 500℃, 약 (300)℃ ~ 약 400℃, 또는 약 350℃ ~ 약 390℃ 의 범위일 수 있다. 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 탄화수소의 압력은 약 101 kPa ~ 약 3,450 kPa, 약 101 kPa ~ 약 2,450 kPa, 또는 약 101 kPa ~ 약 700 kPa 의 범위일 수 있다.
라인 (104) 를 통해 도입되는 올레핀-풍부 공급물은 반응 라이저 (205) 로의 도입에 앞서 부분적으로 또는 완전히 증발될 수 있다. 증발될 수 있는 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물의 양은 낮게는 약 1 vol%, 약 5 vol%, 약 10 vol%, 약 20 vol%, 약 30 vol%, 또는 약 40 vol% 에서 높게는 약 70 vol%, 약 80 vol%, 약 90 vol%, 또는 약 (100) vol% 의 범위일 수 있다. 예를 들어, 올레핀-풍부 공급물은 반응 라이저 (205) 로의 도입에 앞서 약 80 wt% 이상 증발, 약 85 wt% 이상 증발, 약 90 wt% 이상 증발, 약 95 wt% 이상 증발, 또는 약 99 wt% 이상 증발 또는 완전히 증발될 수 있다. 또다른 예에서, 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물은 90% 의 시간 동안 (100)% 증발될 수 있다. 반응 라이저 (205) 내에서, 압력 및 온도가 수동으로 또는 자동으로 조정되어, 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물의 조성의 변화를 보상하고, 하나 이상의 촉매의 존재 하에 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물을 분해함으로써 라인 (235) 를 통해 회수되는 제 1 생성물 중 수득되는 바람직한 탄화수소의 수율을 최대화할 수 있다.
라인 (225) 를 통해 반응 라이저 (205) 으로 도입되는 증기는 포화될 수 있다. 포화된 증기의 압력은 약 101 kPa ~ 약 6,000 kPa, 약 500 kPa ~ 약 6,000 kPa, 또는 약 2,000 kPa ~ 약 6,000 kPa 일 수 있다. 예를 들어, 포화된 증기의 압력은 약 101 kPa ~ 약 8,300 kPa, 약 101 kPa ~ 약 4,000 kPa, 또는 약 101 kPa ~ 약 2,000 kPa 의 범위일 수 있다.
라인 (225) 를 통해 반응 라이저 (205) 으로 도입되는 증기는 과열될 수 있다. 과열된 증기의 압력은 낮게는 약 (100) kPa 에서 높게는 약 8,500 kPa 일 수 있다. 라인 (225) 를 통한 과열된 증기의 압력은 약 (100) kPa ~ 약 8,300 kPa, 약 (100) kPa ~ 약 4,000 kPa, 또는 약 (100) kPa ~ 약 2,000 kPa 의 범위일 수 있다. 라인 (225) 를 통한 과열된 증기의 온도는 최소 약 (200)℃, 약 230℃, 약 260℃, 또는 약 290℃ 일 수 있다.
증기는, 라인 (104) 를 통해 도입되는 올레핀-풍부 탄화수소 공급물 속도에 비례하는 속도로 라인 (225) 를 통해 반응 라이저 (205) 으로 임의로 도입될 수 있다. 하나의 예에서, 증기-대-탄화수소 중량 비는 약 1:10 ~ 약 1:15 또는 약 1:5 ~ 약 1:30 의 범위일 수 있다. 증기-대-탄화수소 중량 비는 일정하게 유지될 수 있거나 달라질 수 있다.
제 1 생성물 혼합물은, 전이 라인 (210) 을 통해, 분리기 (250) 으로 흐를 수 있고, 거기에서 코크스화된-촉매 미립자 및/또는 기타 미립자가 기체성 탄화수소, 증기, 및 비활성 성분으로부터 분리될 수 있다. 분리기 (250) 은 반응 라이저 (205) 및/또는 전이 라인 (210) 보다 큰 단면적을 가질 수 있고, 이는 제 1 생성물 혼합물의 속도를 감소시켜, 더 무거운 코크스화된-촉매 미립자 및/또는 기타 미립자가 기체성 탄화수소, 증기, 및 비활성 성분으로부터 분리될 수 있게 해준다. 하나 이상의 구현예에서, 증기 퍼지 (미도시) 가 분리기 (250) 에 첨가되어 기체성 탄화수소를 코크스화된-촉매 미립자로부터 분리하는 것, 즉, 기체성 탄화수소를 고체로부터 스트리핑하는 것을 도울 수 있다. 다시 말하면, 분리기 (250) 은 셀프-스트리핑 분리기, 예를 들어, 셀프-스트리핑 사이클론일 수 있다.
라인 (235) 를 통한 기체성 탄화수소 ("제 1 생성물") 는 분리기 (250) 으로부터 회수될 수 있다. 도 3 및 4 에 제시된 바와 같이, 하나 이상의 구현예에서, 라인 (235) 중 제 1 생성물은, 예컨대 탈수 또는 분류에 의해 추가로 가공되어, 하나 이상의 올레핀, 파라핀, 방향족, 그들의 혼합물, 및/또는 그들의 조합을 포함하는, 그러나 그에 제한되지는 않는, 하나 이상의 완제품을 제공할 수 있다. 예를 들어, 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은, 제 1 생성물을 켄칭하고 연행된 촉매 미립자를 그로부터 분리하는 켄치 타워 (quench tower) (미도시) 로 도입될 수 있다. 제 1 생성물로부터 분리된 연행된 촉매 미립자는 그 후 반응 라이저 (205) 로 또는 재생기 (215) 로 다시 순환될 수 있다. 켄칭하고 연행된 촉매 미립자를 제 1 생성물로부터 분리하기 위한 켄치 타워를 갖는 적합한 FCC 시스템이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 번호 7,153,479 및/또는 7,011,740 에서 논의되고 기재되어 있다.
분리기 (250) 은 낮게는 약 90%, 약 90.5%, 약 91%, 또는 약 91.5% 에서 높게는 약 98%, 약 99%, 약 99.5%, 또는 약 99.999% 의 미립자를 전이 라인 (210) 을 통한 제 1 생성물 혼합물로부터 분리할 수 있다. 예를 들어, 분리기 (250) 은 약 90% ~ 약 99.9%, 약 95% ~ 약 99%, 또는 약 97.5% ~ 약 99.999% 의 미립자를 전이 라인 (210) 을 통한 제 1 생성물 혼합물로부터 분리할 수 있다.
고체, 즉, 코크스화된-촉매 미립자는, 분리기 (250) 을 통하여 자유 낙하할 수 있고 라인 (211) 을 통해 재생기 (215) 로 도입될 수 있다. 비록 제시되어 있지 않지만, 고체의 일부 이상이 스트리퍼를 통하여 통과한 후 재생기로 도입될 수 있다. 라인 (211) 을 통해 도입되는 코크스화된-촉매 미립자는 재생기 (215) 내에서 라인 (213) 을 통해 도입되는 하나 이상의 유체와 조합되어 라인 (217) 을 통한 연도 (flue) 기체 및 라인 (220) 을 통한 재생된 촉매를 제공할 수 있다. 라인 (213) 을 통해 도입되는 유체는 하나 이상의 산화제 및/또는 보조 연료를 포함할 수 있다. 예시적 산화제는 공기, 산소, 산소, 산소-풍부 공기, 오존, 과산화수소, 본질적으로 무질소 산화제, 또는 그들의 임의의 조합을 포함할 수 있으나, 그에 제한되지는 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "본질적으로 산소" 는 50 vol% 초과의 산소를 함유하는 유체를 언급한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "산소-풍부 공기" 는 약 21 vol% 의 산소 ~ 약 50 vol% 의 산소를 함유하는 유체를 언급한다. 산소-풍부 공기 및/또는 본질적으로 산소는, 예를 들어, 공기의 극저온 증류, 압력 변동 흡착, 막 분리, 또는 그들의 임의의 조합으로부터 수득될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "본질적으로 무질소" 는 약 5 vol% 이하의 질소, 약 4 vol% 이하의 질소, 약 3 vol% 이하의 질소, 약 2 vol% 이하의 질소, 또는 약 1 vol% 이하의 질소를 함유하는 산화제를 언급한다. 보조 연료는 임의의 가연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조 연료는 C1 ~ C20 탄화수소 및/또는 탄소를 포함할 수 있으나, 그에 제한되지는 않는다. 보조 연료는 재생기 (215) 로 액체, 기체, 고체, 또는 그들의 임의의 조합으로서 도입될 수 있다. 보조 연료는 산화제와 별도의 라인으로 도입될 수 있다. 산화제는 코크스화된-촉매 미립자 위의 탄소질 물질과 반응하여 촉매 미립자의 표면으로부터 탄소 ("코크스") 를 연소 또는 그렇지 않으면 태울 수 있다. 보조 연료가 도입되는 경우, 산화제는 보조 연료와 반응하여 보조 연료를 연소시키고 열을 생성할 수 있다. 촉매 미립자의 표면으로부터 코크스의 제거는 촉매 미립자의 반응성 표면을 재-노출시킴으로써, 촉매 미립자를 "재생" 하고 그의 재사용을 가능하게 한다. 연소 부산물, 예컨대 일산화탄소, 산화질소, 산화질소 전구체, 및 이산화탄소가, 재생기 (215) 로부터 라인 (217) 을 통한 폐 또는 연도 기체로서 제거될 수 있다. 재생된 촉매 미립자는 라인 (220) 을 통해 회수될 수 있고, 이는 반응 라이저 (205) 로 순환될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 새로운, 사용하지 않은, 촉매가 재생기 (215), 라인 (220) 중의 재생된 촉매에, 및/또는 반응 라이저 (205) 에 첨가될 수 있다 (미도시).
재생기 (215) 는 완전 연소 모드, 부분 연소 모드, 또는 그 사이의 어디에서든 작동될 수 있다. 재생기 (215) 의 완전 연소 모드에서의 작동은 부분 연소 모드에 비해 더 많은 양의 산화질소 ("NOx") 및 NOx 전구체 및 감소된 양의 일산화탄소 (CO) 를 함유할 수 있는 라인 (217) 을 통한 배기 기체 또는 연도 기체를 제공할 수 있다. 재생기 (215) 의 부분 연소 모드에서의 작동은 완전 연소 모드에 비해 더 많은 양의 CO 및 더 적은 양의 NOx 및 NOx 전구체를 함유할 수 있는 라인 (217) 을 통한 배기 기체 또는 연도 기체를 제공할 수 있다. 재생기 (215) 의 완전 연소 및 부분 연소의 2 개의 극단 사이에서의 작동은 완전 연소 모드와 비교할 때 더 적은 NOx 및 NOx 전구체 및 더 많은 CO 를 함유하는 라인 (217) 을 통한 배기 기체를 제공할 수 있다. NOx 기체는 NO, NO2, 및 N2O 를 포함할 수 있으나, 그에 제한되지는 않는다. 또다른 예에서, NOx 전구체는 HCN, NH3, CN, 및 HNO 를 포함할 수 있으나, 그에 제한되지는 않는다.
라인 (217) 을 통한 연도 기체는 하나 이상의 임의적 CO 보일러 (미도시) 로 도입되어 부가적 CO 를 제거할 수 있다. 하나 이상의 CO 보일러는 임의의 유형의 CO 보일러일 수 있다. CO 보일러는 다단계로 작동되어 임의의 하나의 단계에서 발생하는 화염 온도를 감소시키고 산화 분위기에서의 NOx 형성을 제한할 수 있다. 저 (low) NOx 버너가 또한 사용되어 연료 기체를 연소시켜 (미도시) CO 보일러 릿트 (lit) 를 유지할 수 있다. 암모니아 또는 암모니아 전구체, 예컨대 우레아가 임의적 CO 보일러에 도입되어 (미도시) NOx 배출을 추가로 감소시킬 수 있다. 이들 물질은 NOx 및 NOx 전구체와 신속히 반응하여 그것을 질소로 환원시킬 수 있다.
라인 (217) 을 통한 연도 기체 및/또는 임의적 CO 보일러로부터의 연도 기체의 일부 이상이 대기로 배기되고/거나 하나 이상의 열 회수 유닛 (미도시) 으로 보내지고 그 후 대기로 배기되거나, 지하에 격리되거나, 또는 그렇지 않으면 폐기될 수 있다. 임의적 CO 보일러는, 사용되는 경우, 라인 (217) 을 통한 연도 기체의 CO 함량을 낮게는 약 5%, 약 10%, 약 15%, 약 20% 에서 높게는 약 75%, 약 80%, 약 85%, 또는 약 90% 범위의 양으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 임의적 CO 보일러는 라인 (217) 을 통한 연도 기체의 CO 함량을 약 5% ~ 약 90%, 약 5% ~ 약 75%, 약 5% ~ 약 60%, 또는 약 5% ~ 약 50% 만큼 감소시킬 수 있다.
비록 제시되어 있지 않지만, 이산화탄소 (CO2) 분리 유닛이 사용되어 라인 (217) 을 통한 연도 기체로부터 CO2 의 일부 이상을 제거할 수 있다. CO2 는 격리 또는 재사용, 예를 들어, 향상된 오일 회수를 통한 재사용을 위해 제거될 수 있다.
하나 이상의 임의적 열 회수 유닛 (미도시) 은 더 높은 온도의 유체로부터 더 낮은 온도의 유체로 열을 이송하기에 적합한 임의의 장치, 시스템, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 회수 유닛은 단일 또는 다중 통과 열 교환 장치, 예컨대 쉘 및 튜브 열 교환기, 플레이트 및 프레임 열 교환기, 나선형 열 교환기, 총검 (bayonet) 유형 열 교환기, U-튜브 열 교환기, 및/또는 임의의 유사한 시스템 또는 장치를 포함할 수 있으나, 그에 제한되지는 않는다.
폐촉매 미립자, 재생된 촉매 미립자, 산화제, 일산화탄소, 이산화탄소, 산화질소, 및/또는 라인 (213) 을 통해 도입되는 유체를 함유하는 유동화된 혼합물은 재생기 (215) 내에서 거기에 도입되는 하나 이상의 임의적 도핑제 (doping agent) 와 조합될 수 있다. 재생된 촉매 위에서의 도핑제의 분산 및 침적은 재생기 (215) 에 존재하는 높은 온도 및 유체 속도에 의해 향상될 수 있다. 비록 제시되어 있지 않지만, 임의적 도핑제는 보조 연료, 예를 들어 천연 가스와 혼합되고, 재생기 (215) 로 도입될 수 있다. 보조 연료의 사용은 재생기 (215) 내에서 부가적 열을 제공하여, 그안에서 코크스화된-촉매 미립자의 재생을 추가로 향상시킬 수 있다.
적당한 도핑제 또는 첨가제 또는 둘 이상의 도핑제 또는 첨가제의 블렌드의 선별은 라인 (104) 를 통해 도입되는 올레핀-풍부 공급물의 조성, 및/또는 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물 중 생성되는 원하는 기체성 탄화수소에, 적어도 부분적으로, 기초할 수 있다. 예를 들어, 클래스 2 도핑제 예컨대 마그네슘 또는 바륨의 첨가는 라인 (235) 를 통해 회수되는 제 1 생성물 중 에틸렌의 생성을 우선적으로 증가시킬 수 있다. 또다른 예에서, 클래스 13 도핑제, 예컨대 갈륨의 첨가는, 라인 (235) 를 통해 회수되는 제 1 생성물 중 방향족 탄화수소의 증가된 생성을 초래할 수 있다. 또다른 예에서, 클래스 8, 9, 또는 10 도핑제 예컨대 루테늄, 로듐, 또는 팔라듐의 첨가는 라인 (235) 를 통해 회수되는 제 1 생성물 중 프로필렌의 생성을 우선적으로 증가시킬 수 있다.
도핑된 (doped) 촉매 미립자 및/또는 재생된 촉매 미립자는 하나 이상의 도핑제 또는 첨가제와 함께 또는 그들 없이 라인 (220) 을 통해 반응 라이저 (205) 로 순환될 수 있다. 재생기 (215) 로부터의 재생된 촉매 미립자의 흐름은, 공정 온도, 압력, 흐름, 및/또는 기타 공정 조건으로부터 유도된 파라미터를 기준으로 수동으로 또는 자동으로 조정 또는 제어될 수 있는, 하나 이상의 밸브 (미도시) 를 사용하여 제어될 수 있다. 라인 (220) 을 통해 반응 라이저 (205) 로 도입되는 재생된 촉매 미립자, 보충 촉매 미립자, 및/또는 도핑된 촉매 미립자의 약 90 wt% 이상, 약 95 wt% 이상, 약 99 wt% 이상, 또는 약 99.99 wt% 이상이 재생되고, 하나 이상의 도핑제로 임의로 도핑되고, 라인 (220) 을 통해 반응 라이저 (205) 로 다시 순환될 수 있다.
비록 제시되어 있지 않지만, 분리기 (250) 의 미립자 방출 구획 (253) 및/또는 라인 (211) 은 폐촉매의 재생기 (215) 로의 흐름을 공정 온도, 압력, 흐름, 및/또는 기타 공정 조건으로부터 유도된 파라미터를 기준으로 수동으로 또는 자동으로 조정 또는 제어하는 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다.
도 3 은 하나 이상의 구현예에 따르는, 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 예시적 시스템 (300) 의 도식을 나타낸다. 위에 설명된 바와 같이, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 내로 도입되어 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물 및 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물을 생성할 수 있다.
라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물은 하나 이상의 FCC 시스템 (200) 내에서 분해되거나 선별적으로 분리되어, 나프타, 프로필렌, 에틸렌, 부탄, 그들의 혼합물, 및/또는 그들의 조합을 함유할 수 있는, 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물을 생성할 수 있다. FCC 시스템 (200) 으로부터의 재생기 폐 기체 또는 연도 기체는 라인 (217) 을 통해 회수될 수 있다.
라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은 약 480℃ ~ 약 750℃, 약 550℃ ~ 약 700℃, 또는 약 600℃ ~ 약 650℃ 의 온도에서 FCC 시스템 (200) 을 떠날 수 있다. 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은 약 40 wt%, 약 50 wt%, 약 60%, 또는 약 95 wt% 이상의 C2-C10 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C2, 약 5 wt% ~ 약 60 wt% 의 C3, 약 5 wt% ~ 약 65 wt% 의 C4, 및/또는 약 5 wt% ~ 약 50 wt% 의 C5 및 더 무거운 탄화수소를 포함할 수 있다. 또다른 예에서, 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은 약 15 wt% 이상, 약 20 wt% 이상, 약 25 wt% 이상, 약 30 wt% 이상, 약 35 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함할 수 있다.
라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은 하나 이상의 분류기 (305), 처리 유닛 (315), 건조 유닛 (320), 및 분리기 (325, 340, 350, 355, 360, 및 365) 를 사용하여 분류 및/또는 정제되어, 프로필렌, 에틸렌, 프로판, 및 에탄을 포함하는, 복수의 생성물을 제공할 수 있다. 메탄, 에틸렌, 및 더 무거운 C4-C6 탄화수소를 포함하는, 하나 이상의 생성물은 하나 이상의 FCC 시스템 (200) 으로, 예를 들어, 재생기 (215) 로 내부적으로 순환될 수 있다.
라인 (235) 를 통한 제 1 생성물은 분류기 (305) 를 사용하여 선별적으로 분리되어 라인 (307) 을 통한 나프텐계 혼합물 및 라인 (309) 를 통한 올레핀계 혼합물을 제공할 수 있다. 올레핀계 혼합물은 하나 이상의 C2-C10 올레핀 및 파라핀을 주요 부분으로 포함할 수 있다. 나프텐계 혼합물은 C8-C15 탄화수소, 및/또는 하나 이상의 중유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나프텐계 혼합물은 약 10 wt% ~ 약 40 wt% C8, 약 5 wt% ~ 약 20 wt% C9, 또는 약 10 wt% 이상 C10-C15 탄화수소를 포함할 수 있다. 나프텐계 혼합물은 하나 이상의 연료 오일 및/또는 하나 이상의 중유를 포함할 수 있으나, 그에 제한되지는 않는다.
라인 (309) 를 통한 올레핀계 혼합물은 약 40 중량% 내지 약 95 중량% 또는 그 이상의 C2-C10 올레핀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 올레핀계 혼합물은 약 5 중량% 내지 약 30 중량% C2, 약 5 중량% 내지 약 60 중량% C3, 약 5 중량% 내지 약 65 중량% C4, 약 5 중량% 내지 약 50 중량% C5 를 포함할 수 있다. 분류기 (305) 를 나가는 올레핀계 혼합물의 압력은 낮게는 약 120 kPa, 약 130 kPa, 약 150 kPa 내지 높게는 약 200 kPa, 약 250 kPa 또는 약 300 kPa 의 범위일 수 있다. 또다른 예에서, 라인 (309) 를 통한 올레핀계 혼합물은 약 15 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 25 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 약 35 중량% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함할 수 있다.
라인 (309) 를 통한 올레핀계 혼합물은 하나 이상의 압축기 (310) 을 사용하여 압축되어, 라인 (312) 를 통한 압축 올레핀계 혼합물을 제공할 수 있다. 올레핀계 혼합물의 압축은 라인 (309) 의 올레핀계 혼합물로부터의 함산소물, 산 기체, 물 또는 이의 임의의 조합물의 제거를 용이하게 할 수 있다. 라인 (312) 를 통한 압축 올레핀계 혼합물은 약 100 kPa 내지 약 5,000 kPa, 약 100 kPa 내지 약 3,000 kPa 또는 약 100 kPa 내지 약 1,000 kPa 범위의 압력으로 압축기 (310) 을 나갈 수 있다. 라인 (312) 를 통한 압축 올레핀계 혼합물은 약 40 ℃ 내지 약 300 ℃ 의 온도일 수 있다.
라인 (312) 를 통한 압축 올레핀계 혼합물은 처리 장치 (315) 에서 처리되어 적어도 임의의 함산소물, 산 기체, 물 또는 이의 임의의 조합물의 분획을 제거하여서, 라인 (317) 을 통한 처리 올레핀계 혼합물을 제공할 수 있다. 처리 장치 (315) 는 함산소물, 산 기체, 물, 이의 유도체 및/또는 이의 혼합물을 제거하는데 적합한 임의의 시스템, 장치 또는 시스템 및/또는 장치의 조합을 포함할 수 있는데, 이는 탄화수소 정제 업계에 공지되어 있다. 라인 (317) 을 통한 처리 올레핀계 혼합물은 부피로써 100만 당 약 500 부 ("ppmv") 이하의 황화수소 ("H2S"), 약 50 ppmv 이하의 H2S, 또는 약 1 ppmv 이하의 H2S 를 포함할 수 있다. 처리 올레핀계 혼합물은 약 500 ppmv 이하 CO2, 약 100 ppmv 이하 CO2, 또는 약 1 ppmv 이하의 CO2 를 포함할 수 있다.
라인 (317) 을 통한 처리 올레핀계 혼합물은 건조 장치 (320) 을 사용하여 건조되어 라인 (322) 를 통해 건조 올레핀계 혼합물을 생성할 수 있다. 라인 (322) 를 통한 건조 올레핀계 혼합물은 약 100 ppmv 이하 물, 약 10 ppmv 이하 물, 약 1 ppmv 이하 물, 또는 약 0.1 ppmv 이하 물을 포함할 수 있다. 건조 장치 (320) 은 라인 (322) 를 통한 건조 올레핀계 혼합물을 제공하기 위해 탄화수소로부터 물을 제거하기에 적합한 임의의 시스템, 장치 또는 시스템 및/또는 장치의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 건조 장치 (320) 은 탄화수소로부터 물을 제거하기 위해 건조제, 용매 또는 이의 임의의 조합물을 사용하는 시스템을 포함할 수 있다.
라인 (322) 를 통한 건조 올레핀계 혼합물은 분리기 ("탈-프로판화기 (de-propanizer)") (325) 에 도입될 수 있고 여기에서 선택적으로 분리되어, 라인 (327) 을 통한 C3 및 경질 탄화수소를 갖는 상부 및 라인 (329) 를 통한 C4 및 중질 탄화수소를 갖는 하부를 제공한다. 라인 (327) 을 통한 상부는 약 90 중량% 내지 약 99 중량% C3 및 경질 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (327) 을 통한 상부는 또한 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 이하 C2, 약 20 중량% 내지 약 70 중량% 이하 C3, 및 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량% 수소를 포함할 수 있다. 라인 (327) 을 통한 상부는 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa, 약 500 kPa 내지 약 1,500 kPa, 또는 약 500 kPa 내지 약 1,000 kPa 범위의 압력으로 탈-프로판화기 (325) 를 나갈 수 있다.
라인 (329) 에서의 하부는 약 90 중량%, 약 95 중량%, 또는 약 99 중량% C4-C10 을 포함할 수 있다. C4 및 중질 탄화수소는 약 30 중량% 내지 약 80 중량% C4, 약 5 중량% 내지 약 30 중량% C5, 약 5 중량% 내지 약 20 중량% C6, 및 약 5 중량% 내지 약 20 중량% C7 및 중질 탄화수소의 범위일 수 있다.
분리기 ("탈-프로판화기") (325) 는 내부 성분을 함유하는 컬럼, 및 하나 이상의 컨덴서 및/또는 리보일러를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 탈-프로판화기 (325) 는 C4 및 중질 탄화수소로부터 C3 및 경질 탄화수소의 선택적 분리를 용이하게 하기 위한 패킹 매질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탈-프로판화기 (325) 는 하나 이상의 새들, 볼, 불규칙 시트, 튜브, 나선, 트레이 및/또는 배플을 포함할 수 있다. 탈-프로판화기 (325) 의 작업 압력은 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 범위일 수 있고, 탈-프로판화기 (325) 의 작업 온도는 약 -60 ℃ 내지 약 100 ℃ 범위일 수 있다.
라인 (329) 를 통한 하부는 분리기 ("가솔린 스플리터") (365) 에 도입될 수 있고 여기서 선택적으로 분리되어, 라인 (367) 을 통한 벤젠을 제외한 C4-C6 탄화수소를 함유하는 상부 및 라인 (369) 를 통한 벤젠 및 C7 및 중질 탄화수소를 함유하는 하부를 제공한다. 라인 (367) 을 통한 상부는 부탄 및 이소부탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (367) 을 통한 상부는 약 50 중량% 내지 약 95 중량% 부탄을 포함할 수 있고 약 10 중량% 내지 약 50 중량% 이소부탄을 포함할 수 있다. 라인 (367) 을 통한 상부는 약 10 중량% 내지 약 50 중량% C4 올레핀, 약 5 중량% 내지 약 30 중량% C5 올레핀, 및 약 5 중량% 내지 약 20 중량% C6 올레핀을 포함할 수 있다.
라인 (367) 을 통한 상부의 모든 또는 임의의 부분은 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 예를 들어, 약 10 중량% 내지 약 100 중량%, 약 20 중량% 내지 약 100 중량%, 약 30 중량% 내지 약 100 중량%, 약 40 중량% 내지 약 100 중량%, 또는 약 45 중량% 내지 약 100 중량% 의 라인 (367) 을 통한 상부가 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 또다른 예에서, 오로지 라인 (367) 의 C4 탄화수소가 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 보다 또다른 예에서, 오로지 라인 (367) 의 C5 탄화수소가 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다.
가솔린 스플리터 (365) 는 벤젠을 제외한 C4-C6 탄화수소를 함유하는 라인 (367) 을 통한 상부 및 벤젠 및 C7 및 중질 탄화수소를 함유하는 라인 (369) 를 통한 하부를 제공하기 위해 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하는데 적합한 장치, 시스템 또는 장치 및/또는 시스템의 조합을 포함할 수 있다. 가솔린 스플리터 (365) 는 내부 성분을 함유하는 컬럼, 및 하나 이상의 컨덴서 및/또는 리보일러를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 가솔린 스플리터 (365) 는 벤젠 및 C7 및 중질 탄화수소로부터의 C6 및 경질 탄화수소의 선택적 분리를 용이하게 하기 위한 패킹 매질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가솔린 스플리터 (365) 는 트레이, 새들, 볼, 불규칙 시트, 튜브, 나선 및/또는 배플을 포함할 수 있다. 가솔린 스플리터 (365) 의 작업 압력은 약 100 kPa 내지 약 2,500 kPa 범위일 수 있고, 작업 온도는 약 20 ℃ 내지 약 400 ℃ 범위일 수 있다.
라인 (369) 를 통한 C7 및 중질 탄화수소의 모든 또는 임의의 분획은 하나 이상의 가솔린 수소화 처리기 (370) 에 도입될 수 있고 여기에서 안정화되어, 라인 (372) 를 통한 처리 가솔린을 제공한다. 라인 (372) 를 통한 처리 가솔린은 약 70 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 또는 약 90 중량% 이상의 C6 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (372) 를 통한 처리 가솔린은 약 75 중량% 내지 약 85 중량% C6, 약 15 중량% 내지 약 25 중량% C7, 및 약 5 중량% 내지 약 10 중량% C8 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 가솔린 수소화 처리기 (370) 은 혼합 탄화수소를 안정화시키는데 적합한 임의의 시스템, 장치 또는 시스템 및/또는 장치의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가솔린 수소화 처리기 (370) 은 수소로 가솔린을 처리함으로써 가솔린을 안정화시키는 시스템을 포함할 수 있다.
라인 (372) 를 통한 처리 가솔린의 모든 또는 임의의 분획은 하나 이상의 벤젠/톨루엔/자일렌 ("BTX") 장치 (375) 에 도입되어, 라인 (377) 을 통한 하나 이상의 방향족 및 라인 (379) 를 통한 라피네이트를 제공할 수 있다. 라인 (377) 을 통한 하나 이상의 방향족은 벤젠, 톨루엔, 자일렌 또는 이의 임의의 조합 ("방향족") 을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 라인 (377) 을 통한 방향족은 약 40 중량%, 약 50 중량%, 약 60 중량%, 약 70 중량%, 또는 약 80 중량% BTX 를 포함할 수 있다. BTX 는 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 벤젠, 약 20 중량% 내지 약 60 중량% 톨루엔, 및 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 자일렌을 포함할 수 있다.
적어도 라인 (379) 를 통한 라피네이트의 분획은 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물과 조합될 수 있고 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 대안적으로 또는 동시에, 적어도 라인 (379) 를 통한 라피네이트의 분획은 FCC 시스템 (200) 에 직접 순환될 수 있다. 예를 들어, 약 10 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 또는 약 40 중량% 이상의 라인 (379) 를 통한 라피네이트는 반응 라이저 (205) 에 직접 또는 라인 (104) 를 통해 순환될 수 있다. 또다른 예에서, 약 10 중량%, 약 15 중량%, 또는 약 20 중량% 의 라인 (379) 를 통한 라피네이트는 라인 (104) 를 통해 FCC 시스템 (200) 의 라이저 (205) 에 순환될 수 있거나 FCC 시스템 (200) 에 직접 순환될 수 있다 (미도시). 비록 나타내지는 않았지만, 라인 (379) 를 통한 라피네이트는 추가 처리될 수 있다. 예를 들어, 라피네이트 (379) 의 모든 또는 임의의 분획은 스팀 열분해 분해기 (미도시) 에 보내져서, 여기에 함유된 임의의 올레핀계 또는 파라핀계 탄화수소를 회수할 수 있다.
탈-프로판화기 (325) 로 돌아가서, 라인 (327) 을 통한 상부는 하나 이상의 압축기 (330) 을 사용하여 압축되어, 라인 (332) 를 통한 압축 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. C3 및 경질 탄화수소를 압축하는 것은 C3 으로부터의 경질 화합물의 후속 분리를 용이하게 할 수 있다. 압축 C3 및 경질 탄화수소의 압력은 약 500 kPa 내지 약 4,000 kPa 범위일 수 있다.
라인 (332) 를 통한 압축 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 냉각 트레인 335 를 사용해 냉각되어, 라인 (337) 을 통한 냉각 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 라인 (337) 을 통한 냉각 C3 및 경질 탄화수소의 온도는 약 -40 ℃ 내지 약 40 ℃ 범위일 수 있다. 예를 들어, 라인 (337) 을 통한 냉각 C3 및 경질 탄화수소는 약 -20 ℃ 내지 약 5 ℃ 의 온도를 가질 수 있다.
라인 (337) 을 통한 냉각 C3 및 경질 탄화수소는 분리기 ("탈-메타나이저 (de-methanizer)") (340) 을 사용하여 선택적으로 분리되어, 메탄 및/또는 H2 를 갖는 라인 (342) 를 통한 상부 및 C2 및 C3 탄화수소를 갖는 라인 (344) 를 통한 하부를 제공할 수 있다. 라인 (342) 를 통한 상부는 약 50 mol% 내지 약 95 mol% 메탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (342) 를 통한 상부는 낮게는 약 70 mol%, 약 72 mol%, 또는 약 75 mol% 내지 높게는 약 80 mol%, 약 85 mol%, 또는 약 90 mol% 메탄을 포함할 수 있다. 라인 (344) 를 통한 하부는 약 20 중량% 내지 약 50 중량% C2, 및 약 40 중량% 내지 약 80 중량% C3 을 포함할 수 있다. 탈-메타나이저 (340) 의 작업 압력은 약 300 kPa 내지 약 1,000 kPa 범위일 수 있다. 라인 (344) 를 통한 C2 및 C3 탄화수소는 약 95 중량% 이하의 C2-C3 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
라인 (342) 를 통한 상부 중 메탄의 모든 또는 임의의 분획은 하나 이상의 압축기 (345) 를 사용해 압축되어, 라인 (347) 을 통한 압축 메탄을 제공할 수 있고, 이는 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 예를 들어 약 15 부피% 내지 약 35 부피%, 약 20 부피% 내지 35 부피%, 약 25 부피% 내지 35 부피%, 또는 약 30 부피% 내지 35 부피% 의 라인 (347) 을 통한 압축 메탄은 FCC 시스템 (200) 의 재생기 (215) 에 순환될 수 있다. 압축기 (345) 를 나가는 압축 메탄은 약 25 ℃ 내지 약 200 ℃ 범위의 온도일 수 있다.
라인 (344) 를 통한 하부는 분리기 ("탈-에타나이저 (de-ethanizer)") (350) 에 도입될 수 있고 여기에서 선택적으로 분리되어, C2 탄화수소 혼합물을 갖는 라인 (352) 를 통한 상부 및 C3 탄화수소 혼합물을 갖는 라인 (354) 를 통한 하부를 제공할 수 있다. 상부 (352) 는 낮게는 약 90 mol%, 약 91 mol%, 또는 약 92 mol% 내지 높게는 약 95 mol%, 약 97 mol%, 또는 약 99.9 mol% C2 탄화수소 혼합물을 포함할 수 있다. 라인 (352) 를 통한 상부는 약 5 mol% 내지 약 70 mol% 에탄 및 약 30 mol% 내지 약 95 mol% 에틸렌을 함유할 수 있다. 라인 (354) 를 통한 하부는 낮게는 약 90 mol%, 약 91 mol%, 또는 약 92 mol% 내지 높게는 약 95 mol%, 약 97 mol%, 또는 약 99.9 mol% C3 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (354) 를 통한 C3 탄화수소는 약 5 mol% 내지 약 30 mol% 프로판 및 약 70 mol% 내지 약 95 mol% 프로필렌을 포함할 수 있다. 탈-에타나이저 (350) 의 작업 압력은 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 범위일 수 있고, 탈-에타나이저 (350) 의 온도는 약 -80 ℃ 내지 약 100 ℃ 범위일 수 있다.
적어도 라인 (352) 를 통한 상부의 C2 탄화수소 혼합물의 분획은 분리기 ("C2 스플리터") (355) 에 도입될 수 있고 여기에서 선택적으로 분리되어, 라인 (357) 을 통한 에틸렌 생성물 및 라인 (359) 를 통한 에탄 생성물을 제공할 수 있다. 라인 (359) 를 통한 에탄 생성물은 약 90 mol% 이상, 약 95 mol% 이상, 약 99 mol% 이상, 또는 약 99.9 mol% 이상의 에탄을 포함할 수 있다. 라인 (357) 를 통한 에틸렌 생성물은 약 90 mol% 이상, 약 95 mol% 이상, 약 99 mol% 이상, 또는 약 99.95 mol% 이상 에틸렌을 포함할 수 있다.
라인 (357) 을 통한 에틸렌 생성물의 모든 또는 임의의 분획은 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 적어도 에틸렌 생성물의 분획의 순환은 FCC 시스템 (200) 에서의 프로필렌 생성을 억제할 수 있으므로, 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물에서 에틸렌의 수율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 약 10 부피% 내지 약 60 부피%, 약 20 부피% 내지 약 60 부피%, 약 30 부피% 내지 약 60 부피%, 약 40 부피% 내지 약 60 부피%, 또는 약 50 부피% 내지 약 60 부피% 의 라인 (357) 을 통한 에틸렌 생성물은 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 대안적 예에서, 약 60 부피% 내지 약 99 부피%, 약 70 부피% 내지 약 95 부피%, 또는 약 80 부피% 내지 약 90 부피% 의 라인 (357) 을 통한 에틸렌 생성물은 FCC 시스템 (200) 에 순환될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 적어도 라인 (357) 을 통한 존재하는 에틸렌의 분획은 최종 생성물로서 제거될 수 있다.
C2 스플리터 (355) 는 라인 (357) 을 통한 에틸렌 생성물 및 라인 (359) 를 통한 에탄 생성물을 제공하기 위해 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하는데 적합한 장치, 시스템, 또는 장치 및/또는 시스템의 조합일 수 있다. C2 스플리터 (355) 는 내부 성분을 함유하는 컬럼, 컨덴서 및/또는 리보일러를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. C2 스플리터 (355) 의 작업 압력은 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 범위일 수 있다. C2 스플리터 (355) 의 작업 온도는 약 -80 ℃ 내지 약 (100) ℃ 범위일 수 있다.
라인 (354) 를 통한 하부는 C3 탄화수소를 함유할 수 있고 분리기 ("C3 스플리터") (360) 에 도입될 수 있고 여기서 선택적으로 분리되어, 라인 (362) 를 통한 프로필렌 생성물 ("제 2 생성물") 및 라인 (364) 를 통한 프로판 생성물을 제공한다. 라인 (364) 를 통한 프로판 생성물은 낮게는 약 90 mol%, 약 91 mol%, 또는 약 92 mol% 내지 높게는 약 95 mol%, 약 97 mol%, 또는 약 99 mol% 프로판을 함유할 수 있다. 라인 (362) 를 통한 프로필렌 생성물은 약 60 중량% 내지 약 99.9 중량% 프로필렌을 포함할 수 있다.
C3 스플리터 (360) 은 라인 (362) 를 통한 프로필렌 생성물 및 라인 (364) 를 통한 프로판 생성물을 제공하기 위해 C3 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하는데 적합한 임의의 장치, 시스템, 또는 시스템 및/또는 장치의 조합일 수 있다. C3 스플리터 (360) 은 내부 성분을 함유하는 컬럼, 및 하나 이상의 컨덴서 및/또는 리보일러를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. C3 스플리터 (360) 의 작업 압력은 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 범위일 수 있고, C3 스플리터의 작업 온도는 약 -100 ℃ 내지 약 100 ℃ 범위일 수 있다.
도 4 는 하나 이상의 구현예에 따른, 하나 이상의 올레핀을 제공하기 위한 또다른 예시적 시스템 (400) 의 도식을 나타낸다. 상기 논의 및 기재된 바와 같이, 라인 (102) 를 통한 탄화수소는 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 에 도입되어, 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물 및 라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물을 제공할 수 있다.
라인 (104) 를 통한 올레핀-풍부 공급물은 FCC 시스템 (200) 에 도입되고 여기에서 크래킹되어, 라인 (235) 를 통한 제 1 생성물을 제공할 수 있고, FCC 시스템 (200) 으로부터의 재생기 폐기물 기체 또는 연도 가스는 라인 (217) 을 통해 회수될 수 있다. 파라핀-풍부 공급물은 라인 (111) 을 통해 하나 이상의 크래킹 시스템 또는 분해기 (402) 에 도입되어, 라인 (404) 를 통한 유출액 ("크래킹된 알칸") 을 제공할 수 있다. 예를 들어, 분해기 (402) 는 하나 이상의 스팀 열분해 분해기 또는 파라핀 FCC 시스템을 포함할 수 있다. 라인 (404) 를 통한 크래킹된 알칸은 하나 이상의 켄치 컬럼 (406) 을 사용하여 냉각되어, 라인 (408) 을 통한 켄칭된 유출액을 제공할 수 있다.
라인 (111) 을 통해 분해기 (402) 에 도입된 파라핀-풍부 공급물은 둘 이상의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 파라핀계 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 알칸은 하나 이상의 C1-C12 파라핀계 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 약 25 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 온도 및 낮게는 약 100 kPa 내지 높게는 약 2,000 kPa 범위의 압력으로 분해기 (402) 에 도입될 수 있다.
라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 C1-C12 알칸을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 옥탄, 이의 혼합물 및/또는 이의 조합물을 포함할 수 있다. 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 약 70 중량% 내지 약 90 중량% C2-C3 알칸을 포함할 수 있다. 비록 나타내지 않았지만, 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 낮게는 약 50 ℃ 내지 높게는 약 300 ℃ 범위의 온도에서 스팀 열분해 분해기의 대류 영역에 도입될 수 있다. 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 대류 영역에서 약 400 ℃ 내지 약 700 ℃ 의 온도로 가열될 수 있다. 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 대류 영역에서 일부 또는 완전히 증발될 수 있다. 예를 들어 낮게는 약 10 중량%, 약 15 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 높게는 약 30 중량%, 약 40 중량%, 또는 약 50 중량% 의 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 대류 영역에서 증발될 수 있다 (미도시). 또다른 예에서, 약 55 중량% 이상, 약 65 중량% 이상, 약 75 중량% 이상, 약 85 중량% 이상, 약 95 중량% 이상, 또는 약 100 중량% 의 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 대류 영역에서 증발될 수 있다 (미도시).
라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물은 분해 또는 열분해되어, 라인 (404) 를 통한 더 적은 알칸 및/또는 알켄을 포함하는 분해 생성물을 제공할 수 있다. 라인 (404) 를 통한 분해 생성물은 제한 없이, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 헥센 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 라인 (404) 를 통한 분해 알칸은 제한 없이, 약 30 중량%, 40 중량%, 약 50 중량%, 약 60%, 또는 약 95 중량% 이상의 C2-C10 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (404) 를 통한 분해 알칸은 약 5 중량% 내지 약 90 중량% C2, 약 5 중량% 내지 약 60 중량% C3, 약 5 중량% 내지 약 65 중량% C4, 및/또는 약 5 중량% 내지 약 50 중량% C5 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 또다른 예에서, 라인 (404) 를 통한 분해된 알칸은 약 20 중량% 이상, 약 25 중량% 이상, 또는 약 30 중량% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함할 수 있다.
도 4 에 나타내지는 않았지만, 하나 이상의 혼합 탄화수소 공급물은 하나 이상의 예비-분별 장치에 도입될 수 있다. 하나 이상의 예비-분별 장치 내에서, 혼합 탄화수소 공급물은 분별될 수 있거나 다르게는 선택적으로 분리되어, 적어도 라인 (102) 의 탄화수소 분획 및/또는 적어도 라인 (111) 을 통한 파라핀-풍부 공급물의 분획을 제공한다.
라인 (235) 에서 제 1 생성물은 하나 이상의 분류기 (305) 를 사용하여 분별되어, 라인 (409) 를 통한 올레핀계 혼합물 및 라인 407 을 통한 나프텐계 혼합물을 제공할 수 있다. 라인 (409) 를 통한 올레핀계 혼합물은 라인 (408) 을 통한 켄칭된 유출액과 조합되고, 하나 이상의 처리 장치 (315), (320), 및 컬럼 또는 분리기 (325), (340), (350), (355), (360) 및 (365) 를 사용해 정제되어, 프로필렌, 에틸렌, 프로판 및 에탄을 포함하는 다중 생성물을 제공할 수 있다. 최종 생성물로부터 분리된 중질 C4-C6 탄화수소는 FCC 시스템 (200) 및/또는 분해기 (402) 에 순환될 수 있다.
라인 (409) 를 통한 올레핀계 혼합물은 하나 이상의 C2-C10 올레핀을 포함할 수 있다. 라인 (409) 를 통한 올레핀계 혼합물은 약 40 중량% 내지 약 95 중량% 이상 C2-C10 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (409) 를 통한 올레핀계 혼합물은 약 5 중량% 내지 약 30 중량% C2, 약 5 중량% 내지 약 60 중량% C3, 약 5 중량% 내지 약 65 중량% C4, 약 5 중량% 내지 약 50 중량% C5 를 포함할 수 있다. 올레핀계 혼합물은 낮게는 약 120 kPa 내지 높게는 약 300 kPa 이하 범위의 압력으로 라인 (409) 를 통해 분류기 (305) 를 나갈 수 있다.
나프텐계 혼합물은 C8-C15 탄화수소 및/또는 하나 이상의 중질 가솔린을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (407) 을 통한 나프텐계 혼합물은 약 40 중량% 내지 약 90 중량% C8-C12 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (407) 을 통한 나프텐계 혼합물은 약 10 중량% 내지 약 40 중량% C8, 약 5 중량% 내지 약 20 중량% C9, 및 약 10 중량% 이상의 C10-C15 탄화수소를 포함할 수 있다.
켄치 컬럼 (406) 은 라인 (404) 를 통한 분해된 탄화수소 혼합물의 온도를 감소시키는데 적합한 임의의 장치, 시스템 또는 시스템 및/또는 장치의 조합일 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 분해된 탄화수소 온도의 감소는 탄화수소 분해의 속도를 감소시키거나 정지시킬 수 있다. 켄치 컬럼 (406) 은 분해된 알칸을 위한 표면적을 제공하기 위한 패킹 매질 및 열 접촉을 위한 열 교환 매질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패킹 매질은 트레이, 고리, 새들, 볼, 불규칙 시트, 튜브, 나선, 배플, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 라인 (408) 을 통한 켄칭 유출액은 약 25 ℃ 내지 약 100 ℃ 범위의 온도로 켄치 컬럼 (406) 을 나갈 수 있다. 라인 (408) 을 통한 켄칭 유출액은 약 20 중량% 내지 약 60 중량% 에탄 및 약 5 중량% 내지 약 30 중량% 프로판을 포함할 수 있다.
라인 (408) 을 통과한 켄치된 유출액은 라인 (409) 을 통과한 올레핀 혼합물과 조합되고, 하나 이상의 압축기 (310) 를 사용하여 압축되어 라인 (412) 를 통과한 압축된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 라인 (412) 을 통과한 압축된 올레핀 혼합물은 약 500 kPa 내지 약 4,000 kPa 의 압력에서 압축기 (310) 로부터 배출될 수 있다. 예를 들어, 라인 (412) 를 통과한 압축된 올레핀 혼합물의 압력은 약 500 kPa 내지 약 3,000 kPa, 약 500 kPa 내지 약 2,000 kPa, 또는 약 500 kPa 내지 약 1,000 kPa 의 범위일 수 있다. 라인 (412) 에서 압축된 올레핀 혼합물은 약 40℃ 내지 약 300℃ 의 온도에 있을 수 있다.
라인 (412) 을 통과한 압축된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 처리 유닛 (315) 을 사용하여 처리되어 임의의 함산소물, 산 가스, 물, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 일부를 제거하여 라인 (417) 을 통과한 처리된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 라인 (417) 을 통과한 처리된 올레핀 혼합물은 약 500 ppmv 이하의 H2S, 약 50 ppmv 이하의 H2S, 또는 약 1 ppmv 이하의 H2S 를 포함할 수 있다. 라인 (417) 을 통과한 처리된 올레핀 혼합물은 약 500 ppmv 이하의 CO2, 약 100 ppmv 이하의 CO2, 또는 약 50 ppmv 이하의 CO2 를 포함할 수 있다.
라인 (417) 을 통과한 처리된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 건조 유닛 (320) 에서 건조되어 라인 (422) 을 통과한 건조된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 건조된 올레핀 혼합물은 약 100 ppmv 이하의 물, 약 10 ppmv 이하의 물, 약 5 ppmv 이하의 물, 약 1 ppmv 이하의 물, 약 0.5 ppmv 이하의 물, 또는 약 0.1 ppmv 이하의 물을 포함할 수 있다.
라인 (422) 에서 건조된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 탈-프로판화기 (325) 에 도입되고 이곳에서 선택적으로 분리되어 라인 (427) 을 통과한 C3 및 경질 탄화수소를 갖는 상부물 (상부물) 및 라인 (429) 을 통과한 C4 및 중질의 탄화수소를 갖는 하부물 (bottom) 을 제공한다. 라인 (427) 을 통과한 C3 및 경질 탄화수소는 약 90 wt% 내지 약 99 wt% 의 C3 및 경질 탄화수소를 포함할 수 있다. C3 및 경질 탄화수소는 수소를 포함할 수 있다. C3 및 경질 탄화수소는 약 10 wt% 내지 약 40 wt% 의 C2, 약 20 wt% 내지 약 70 wt% 의 C3, 및 약 0.1 wt% 내지 약 2 wt% 의 H2 를 포함할 수 있다. 라인 (427) 을 통과한 C3 및 경질 탄화수소는 약 500 kPa 내지 약 2,500 kPa 또는 약 500 kPa 내지 약 1,000 kPa 의 압력에서 탈-프로판화기 (325) 로부터 배출될 수 있다.
라인 (429) 을 통과한 C4 및 중질의 탄화수소는 약 90 wt% 내지 약 99 wt% 의 C4-C10 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (429) 을 통과한 C4 및 중질의 탄화수소는 약 30 wt% 내지 약 80 wt% C4, 약 5 wt% 내지 약 30 wt% C5, 약 5 wt% 내지 약 20 wt% 의 C6, 및 약 5 wt% 내지 약 20 wt% 의 C7 및 중질의 탄화수소를 포함할 수 있다.
라인 (429) 을 통과한 C4 및 중질의 탄화수소는 하나 이상의 가솔린 스플리터 (365) 에 도입되고 그곳에서 선택적으로 분리되어 라인 (467) 을 통과한 벤젠을 제외한 C4-C6 탄화수소를 함유하는 상부물 및 라인 (469) 을 통과한 벤젠 및 C7 및 중질의 탄화수소를 함유하는 하부물을 제공할 수 있다. 라인 (469) 을 통과한 C7 및 중질의 탄화수소는 약 5 wt% 내지 약 80 wt% 의 C7 을 포함할 수 있다. 예를 들어, C7 및 중질의 탄화수소는 약 1 wt% 내지 약 20 wt% 의 C7 및 약 1% 내지 약 10 wt% 의 C8 및 중질의 탄화수소를 포함할 수 있다.
라인 (467) 을 통과한 C4-C6 탄화수소의 적어도 일부는 FCC 시스템 (200) 으로 직접 순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (467) 을 통과한 약 55 wt% 내지 약 65 wt%, 약 65 wt% 내지 약 75 wt%, 약 75 wt% 내지 약 85 wt%, 또는 약 85 wt% 내지 약 95 wt% 의 C4-C6 탄화수소는 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 대안적인 예에서, 라인 (467) 을 통과한 약 10 wt% 내지 약 20 wt%, 약 20 wt% 내지 약 30 wt%, 약 30 wt% 내지 약 40 wt%, 또는 약 40 wt% 내지 약 50 wt% 의 C4-C6 탄화수소는 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 또다른 예에서, 라인 (367) 에서 오로지 C4 탄화수소만이 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 여전히 또다른 예에서, 라인 (367) 에서 오로지 C5 탄화수소만이 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 라인 (467) 을 통과한 C4-C6 탄화수소의 적어도 일부는 라인 (104) 을 통과한 올레핀-풍부 공급물과 조합될 수 있다. 예를 들어, 라인 (467) 을 통과한 약 10 wt% 내지 약 20 wt%, 약 20 wt% 내지 약 30 wt%, 약 30 wt% 내지 약 40 wt%, 또는 약 40 wt% 내지 약 50 wt% 의 C4-C6 탄화수소는 라인 (104) 을 통과한 올레핀-풍부 공급물과 조합될 수 있다. 대안적인 예에서, 라인 (467) 을 통과한 약 5 wt% 내지 약 35 wt%, 약 15 wt% 내지 약 55 wt%, 약 45 wt% 내지 약 70 wt%, 약 60 wt% 내지 약 85 wt%, 또는 약 75 wt% 내지 약 100 wt% 의 C4-C6 탄화수소는 라인 (104) 을 통과한 올레핀-풍부 공급물과 조합될 수 있다.
라인 (467) 을 통과한 C4-C6 탄화수소는 부탄 및 이소부탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (467) 을 통과한 C4-C6 탄화수소는 약 10 wt% 내지 약 50 wt% 의 부탄 및 약 10 wt% 내지 약 50 wt% 의 이소부탄을 포함할 수 있다. 라인 (467) 을 통과한 C4-C6 탄화수소는 또한 약 50 wt% 내지 약 90 wt% 의 C4-C6 올레핀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (467) 을 통과한 C4-C6 탄화수소는 약 10 wt% 내지 약 50 wt% 의 C4 올레핀, 약 10 wt% 내지 약 50 wt% 의 C5 올레핀, 및 약 5 wt% 내지 약 30 wt% 의 C6 올레핀을 포함할 수 있다.
라인 (469) 을 통과한 C7 및 중질의 탄화수소 및 벤젠은 하나 이상의 가솔린 수소화처리기 (hydrotreater) (370) 을 사용하여 안정화되어 라인 (472) 을 통과한 처리된 가솔린을 제공할 수 있다. 처리된 가솔린은 약 70 wt% 내지 약 90 wt% 의 C6 및 중질의 탄화수소를 포함할 수 있다. 처리된 가솔린은 약 75 wt% 내지 약 85 wt% 의 C6, 약 15 wt% 내지 약 25 wt% 의 C7, 및 약 5 wt% 내지 약 10 wt% 의 C8 및 중질의 탄화수소를 포함할 수 있다.
라인 (472) 을 통과한 처리된 가솔린은 하나 이상의 BTX 유닛 (375) 를 사용하여 선택적으로 분리되어 라인 (477) 을 통과하는 방향족 및 라인 (479) 을 통과하는 라피네이트를 분리시킬 수 있다. 라인 (479) 에서 방향족 농도는 낮은 약 40 wt% 또는 약 50 wt% 내지 높은 약 60 wt%, 약 70 wt%, 또는 약 80 wt% 의 BTX 를 포함할 수 있다. 라인 (477) 을 통과한 방향족은 약 10 wt% 내지 약 40 wt% 의 벤젠, 약 20 wt% 내지 약 60 wt% 의 톨루엔, 및 약 10 wt% 내지 약 40 wt% 의 자일렌을 포함할 수 있다. 라인 (479) 을 통과한 라피네이트의 적어도 일부는 FCC 시스템 (200) 으로 직접 순환 (도 4 에 나타내지 않음) 또는 라인 (104) 을 통해 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (479) 을 통과한 낮은 약 10 wt%, 약 15 wt%, 또는 약 20 wt% 내지 높은 약 30 wt%, 약 35 wt%, 또는 약 40 wt% 의 라피네이트는 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 하나 이상의 특정 예에서, 라인 (479) 을 통과한 약 10 wt%, 약 15 wt%, 또는 약 20 wt% 의 방향족은 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다.
라인 (479) 을 통과한 라피네이트에는 방향족이 부족할 수 있다. 예를 들어, 라피네이트는 약 40 wt% 이하의 BTX, 약 30 wt% 이하의 BTX, 약 20 wt% 이하의 BTX, 또는 약 10 wt% 이하의 BTX 를 포함할 수 있다. 라인 (477) 을 통과한 방향족의 적어도 일부는 라인 (111)에서 파라핀-풍부 공급물을 통해 분해기 (402) 로 순환 또는 분해기 (402) 로 직접 순환될 수 있다 (나타내지 않음). 나타내지 않더라도, 라인 (479) 에서 라피네이트의 적어도 일부는 라인 (111) 에서 파라핀-풍부 공급물을 통해 분해기 (402) 로 순환 또는 분해기 (402) 로 직접 순환될 수 있다. 예를 들어, 낮은 약 20 wt%, 약 25 wt%, 또는 약 30 wt% 내지 높은 약 40 wt%, 약 45 wt%, 또는 약 50 wt% 의 라피네이트는 분해기 (402) 로 순환될 수 있다. 대안적인 예에서, 라인 (477) 에서 약 70 wt% 내지 약 90 wt% 의 라피네이트는 라인 (111) 에서 파라핀-풍부 공급물을 통해 분해기 (402) 로 순환될 수 있다.
탈-프로판화기 (325) 로의 반환시, 라인 (427) 을 통과하여 배출된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 압축기 (330) 를 사용하여 압축되어 라인 (432) 을 통과한 압축된 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. C3 및 경질 탄화수소를 압축하는 단계는 라인 (427) 을 통과한 중질의 탄화수소로부터 경질 탄화수소의 분리를 가능하게 할 수 있다. 라인 (432) 을 통과하는 하나 이상의 압축기 (330) 로부터 배출된 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 약 500 kPa 내지 약 4,000 kPa, 약 500 kPa 내지 약 3,000 kPa, 또는 약 500 kPa 내지 약 2,000 kPa 의 압력을 가질 수 있다. 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 약 5℃ 내지 약 100℃ 의 온도에서 하나 이상의 압축기 (330) 로부터 배출될 수 있다.
라인 (432) 을 통과한 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 냉각 트레인 (335) 을 사용하여 냉각되어 라인 (437) 을 통과한 냉각된 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 약 -40℃ 내지 약 40℃ 의 온도에서 하나 이상의 냉각 트레인 (335) 로부터 배출될 수 있다. 예를 들어, 라인 (437) 을 통과한 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 약 -20℃ 내지 약 5℃ 의 온도를 가질 수 있다.
라인 (437) 을 통과한 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 탈-메탄화기 (340) 에 도입되어 그곳에서 선택적으로 분리되어 라인 (442) 을 통과하는 메탄 및/또는 H2 를 갖는 상부물 및 라인 (444) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소를 갖는 하부물을 제공할 수 있다. 라인 (442) 에서 탈-메탄화기 상부물은 약 50 wt% 내지 약 95 wt% 의 메탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (442) 에서 상부물은 약 70 wt% 내지 약 90 wt% 의 메탄을 포함할 수 있다. 라인 (442) 에서 상부물의 압력은 약 300 kPa 내지 약 1,000 kPa 의 범위일 수 있다. 라인 (444) 에서 탈-메탄화기 하부물은 약 20 wt% 내지 약 50 wt% 의 C2 및 약 40 wt% 내지 약 80 wt% 의 C3 을 포함할 수 있다.
탈-메탄화기 (340) 로부터 배출된 메탄 전체 또는 임의의 일부는 하나 이상의 압축기 (345) 를 사용하여 압축되어 라인 (447) 을 통과한 압축된 메탄을 제공할 수 있고, 이는 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 라인 (442) 을 통과한 약 15 vol% 내지 약 35 vol%, 약 20 vol% 내지 약 35 vol%, 약 25 vol% 내지 약 35 vol%, 또는 약 30 vol% 내지 35 vol% 의 메탄은 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다. 라인 (447) 을 통과한 압축된 메탄은 약 100 kPa 내지 약 1,000 kPa 의 압력 및 약 25℃ 내지 약 200℃ 의 온도에 있을 수 있다. 라인 (442) 에서 메탄의 적어도 일부는 최종 생성물로서 제거될 수 있다.
라인 (444) 을 통과한 C2 및 C3 탄화수소는 하나 이상의 탈-에탄화기 (350) 으로 도입되고 그곳에서 선택적으로 분리되어 라인 (452) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물을 갖는 상부물 및 라인 (454) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 갖는 하부물을 제공할 수 있다. 라인 (452) 을 통과한 상부물은 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 C2 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (452) 에서 상부물은 약 5 wt% 내지 약 70 wt% 의 에탄 및 약 30 wt% 내지 약 95 wt% 의 에틸렌을 포함할 수 있다. 라인 (454) 에서 하부물은 또한 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 C3 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (454) 에서 하부물은 약 5 wt% 내지 약 30 wt% 의 프로판 및 약 70 wt% 내지 약 95 wt% 의 프로필렌을 포함할 수 있다.
라인 (452) 을 통과한 C2 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 C2 스플리터 (355) 에 도입되고 그곳에서 선택적으로 분리되어 라인 (457) 을 통과하는 상부물 ("에틸렌 생성물") 및 라인 (459) 을 통과하는 하부물 ("에탄 생성물") 을 제공할 수 있다. 예를 들어, 라인 (457) 에서 에틸렌 생성물은 낮은 약 90 wt%, 약 91 wt%, 또는 약 92 wt% 내지 높은 약 97 wt%, 약 98 wt%, 또는 약 99 wt% 의 에틸렌을 포함할 수 있다. 대안적인 예에서, 라인 (457) 에서 에틸렌 생성물은 낮은 약 97.5 wt%, 약 97.6 wt%, 또는 약 97.7 wt% 내지 높은 약 99.7 wt%, 약 99.8 wt%, 또는 약 99.9 wt% 의 에틸렌을 포함할 수 있다.
라인 (459) 에서 에탄 생성물은 낮은 약 90 wt%, 약 91 wt%, 또는 약 92 wt% 내지 높은 약 97 wt%, 약 98 wt%, 또는 약 99 wt% 의 에탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (459) 에서 에탄 생성물은 낮은 약 97.5 wt%, 약 97.6 wt%, 또는 약 97.7 wt% 내지 높은 약 99.7 wt%, 약 99.8 wt%, 또는 약 99.9 wt% 의 에탄을 포함할 수 있다.
라인 (454) 을 통과한 C3 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 C3 스플리터 (360) 에 도입되고 그곳에서 선태적으로 분리되어 라인 (462) 을 통과하는 상부물 ("프로필렌 생성물" 또는 "제 2 생성물") 및 라인 (464) 을 통과하는 하부물 ("프로판 생성물") 을 제공할 수 있다. 라인 (464) 에서 프로판 생성물은 약 90 wt% 이상의, 약 95 wt% 이상의, 또는 약 99 wt% 이상의 프로판을 포함할 수 있다. 라인 (462) 에서 프로필렌 생성물은 약 80 wt% 이상의, 약 90 wt% 이상의, 또는 약 95 wt% 이상의 프로필렌을 포함할 수 있다.
라인 (462) 을 통과한 프로필렌 생성물의 전체 또는 임의의 일부는 라인 (463) 을 통해 라인 (104) 을 통과한 올레핀-풍부 공급물 및/또는 FCC 시스템 (200) 로 순환될 수 있다 (나타내지 않음). 예를 들어, 라인 (462) 에서 약 10 vol% 내지 약 60 vol%, 약 20 vol% 내지 약 60 vol%, 약 30 vol% 내지 약 60 vol%, 약 40 vol% 내지 약 60 vol%, 또는 약 50 vol% 내지 약 60 vol% 의 프로필렌 생성물은 라인 (463) 을 통해 라인 (104) 을 통과한 올레핀-풍부 공급물로 및/또는 직접 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다 (나타내지 않음). 대안적인 예에서, 라인 (462) 에서 약 60 vol% 내지 약 100 vol%, 약 70 vol% 내지 약 100 vol%, 약 80 vol% 내지 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% 내지 약 100 vol% 의 프로필렌 생성물은 라인 (463) 을 통해 라인 (104) 을 통과한 올레핀-풍부 공급물로 및/또는 직접 FCC 시스템 (200) 으로 순환될 수 있다 (나타내지 않음). 라인 (104) 에서 올레핀-풍부 공급물을 통하거나 직접 FCC 시스템 (200) 으로 프로필렌의 적어도 일부가 반환되는 것은 FCC 시스템 (200) 에서 프로필렌의 생성을 억제하여 에틸렌 수율을 증가시킬 수 있다.
라인 (459) 을 통과한 에탄 생성물의 전체 또는 임의의 일부는 라인 (111) 에서 파라핀-풍부 공급물을 통해 분해기 (402) 로 순환될 수 있다. 또한, 라인 (464) 을 통과한 프로판 생성물의 전체 또는 임의의 일부는 라인 (111) 에서 파라핀-풍부 공급물을 통해 분해기 (402) 로 순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (459) 을 통과한 약 60 vol% 내지 약 100 vol%, 약 70 vol% 내지 약 100 vol%, 약 80 vol% 내지 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% 내지 약 100 vol% 의 에탄 생성물 및 라인 (464) 을 통과한 약 70 vol% 내지 약 100 vol%, 약 80 vol% 내지 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% 내지 약 100 vol% 의 프로판 생성물은 분해기 (402) 로 순환될 수 있다. 대안적인 예에서, 라인 (464) 을 통과한 약 15 vol% 내지 약 55 vol%, 약 25 vol% 내지 약 55 vol%, 약 35 vol% 내지 약 55 vol%, 또는 약 45 vol% 내지 약 55 vol% 의 프로판 생성물은 분해기 (402) 로 순환될 수 있다. 추가적으로, 라인 (459) 을 통과한 약 15 vol% 내지 약 45 vol%, 약 25 vol% 내지 약 45 vol%, 또는 약 35 vol% 내지 약 45 vol% 의 에탄 생성물은 분해기 (402) 로 순환될 수 있다. 라인 (459) 에서 에탄 생성물의 적어도 일부는 최종 생성물로저 제거될 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 기존의 FCC 시스템은 올레핀/파라핀 분리 유닛 또는 시스템 (100) 이 새로 장착되거나 개조되어 상기 논의 및 기재된 설계 형상 및 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 올레핀/파라핀 분리 시스템 (100) 은 설비효율화 도구로서 추가될 수 있다. 기존의 FCC 시스템은 여기에 도입된 탄화수소를 가질 수 있고, 상기 탄화수소는 올레핀 및 파라핀의 혼합물일 수 있다. 유동 촉매 분해 시스템에 도입된 탄화수소의 적어도 일부는 분리 유닛으로 전환되어 전환된 탄화수소를 분리하여 약 70 wt% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 생성물을 생성할 수 있다. 올레핀-풍부 생성물은 유동 촉매 분해기에 도입되어 약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생성하기에 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재하에 올레핀-풍부 생성물의 적어도 일부를 분해할 수 있다.
본 개시물의 구현예는 하기 단락들 중 임의의 하나 이상과 관련된다:
1. 하기를 포함하는 탄화수소의 제조 방법: 올레핀 및 파라핀을 포함하는 탄화수소를 분리하여 약 70 wt% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 탄화수소 및 약 70 wt% 이상의 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 탄화수소를 생성하는 단계; 및 약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생성하는데 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재 하에 올레핀-풍부 탄화수소의 적어도 일부를 분해하는 단계.
2. 단락 1 에 있어서, 추가로 약 10 wt% 내지 약 60 wt% 의 에틸렌 및 약 5 wt% 내지 약 50 wt% 의 프로필렌을 포함하는 제 2 분해된 생성물을 생성하는데 충분한 조건에서 파라핀-풍부 탄화수소를 분해하는 단계를 포함하는 방법.
3. 단락 1 또는 2 에 있어서, 탄화수소를 분리하는 단계를 하기를 포함하는 방법: 탄화수소에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡착시켜 올레핀-부족 탄화수소를 제공하는 단계; 흡착된 올레핀의 적어도 일부를 대체 매개물로 대체하여 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공하는 단계; 올레핀-부족 탄화수소를 분별하여 파라핀-풍부 탄화수소를 생산하는 단계; 및 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 분별하여 올레핀-풍부 탄화수소 및 순환 대체 매개물을 생산하는 단계.
4. 단락 1 내지 3 중 어느 한 단락에 있어서, 탄화수소를 분리하는 단계는 탄화수소에 함유된 올레핀의 약 95% 이상을 회수하는 단계를 포함하는 방법.
5. 단락 1 내지 4 중 어느 한 단락에 있어서, 탄화수소를 분리하는 단계는 다단 흡착을 포함하는 방법.
6. 단락 1 내지 5 중 어느 한 단락에 있어서, 올레핀-풍부 탄화수소는 약 98.5 wt% 이상의 C2-C4 올레핀을 포함하는 방법.
7. 단락 1 내지 6 중 어느 한 단락에 있어서, 탄화수소는 약 60 wt% 이상의 C2-C12 올레핀 및 파라핀을 포함하는 방법.
8. 단락 1 내지 7 중 어느 한 단락에 있어서, 탄화수소는 약 75 wt% 이상의 C2-C5 올레핀 및 파라핀을 포함하는 방법.
9. 단락 1 내지 8 중 어느 한 단락에 있어서, 올레핀-풍부 탄화수소는 약 95 wt% 이상의 C2-C5 올레핀을 포함하고 파라핀-풍부 탄화수소는 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 포함하는 방법.
10. 하기를 포함하는 탄화수소의 제조 방법: 하기를 포함하는 탄화수소를 분리하는 단계: 탄화수소를 정제하여 정제된 탄화수소를 제공하는 단계; 정제된 탄화수소에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡착시켜 올레핀-부족 탄화수소를 제공하는 단계; 흡착된 올레핀의 적어도 일부를 대체 매개물로 대체하여 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공하는 단계; 올레핀-부족 탄화수소를 분별하여 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 생성물을 생산하는 단계; 및 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 혼합하여 약 90 wt% 이상의 C2-C5 올레핀 및 순환 대체 매개물을 포함하는 올레핀-풍부 생성물을 생산하는 단계; 및약 25 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생산하기에 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재 하에 올레핀-풍부 생성물의 적어도 일부를 분해하는 단계.
11. 단락 10 에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 590℃ 내지 약 675℃ 의 온도에서 분해되는 방법.
12. 단락 10 또는 11 에 있어서, 올레핀의 흡착이 다단 흡착 유닛내에서 발생하는 방법.
13. 단락 10 내지 12 중 어느 한 단락에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 98.5 wt% 이상의 C2-C4 올레핀을 포함하는 방법.
14. 단락 10 내지 13 중 어느 한 단락에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 68 kPa 내지 약 690 kPa 의 압력에서 분해되는 방법.
15. 단락 10 내지 14 중 어느 한 단락에 있어서, 분해된 생성물을 분별하여 나프텐 혼합물 및 올레핀 혼합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
16. 단락 10 내지 15 중 어느 한 단락에 있어서, 추가로 하기를 포함하는 방법: 올레핀 혼합물을 압축하여 압축된 올레핀 혼합물을 생성하는 단계; 압축된 올레핀 혼합물을 처리하여 처리된 올레핀 혼합물을 생성하는 단계; 처리된 올레핀 혼합물을 건조시켜 건조된 올레핀 혼합물을 생성하는 단계; 및 건조된 올레핀 혼합물을 분리하여 C3 및 경질 탄화수소를 포함하는 상부물 및 C4 및 중질의 탄화수소를 포함하는 하부물을 생성하는 단계.
17. 하기를 포함하는 탄화수소의 제조하기 위한 시스템: 약 70 wt% 이상의 C2-C12 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 탄화수소 및 약 70 wt% 이상의 C2-C12 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 탄화수소를 생성하기 위한 올레핀 및 파라핀을 포함하는 탄화수소를 분리하기 위해 맞춰진 분리 유닛; 및 약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 제 1 분해된 생성물을 생성하기 위한 올레핀-풍부 탄화수소의 적어도 일부를 분해하기 위해 맞춰진 유동 촉매 분해 유닛.
18. 단락 17 에 있어서, 분리 유닛은 정제기, 다중-베드 흡착기, 및 하나 이상의 분별기를 포함하는 시스템.
19. 단락 18 에 있어서, 다중-베드 흡착기는 2 개 이상의 흡착 유닛을 포함하는 시스템.
20. 적어도 일부의 파라핀-풍부 탄화수소를 분해하여 제 2 분해된 생성물을 생성하기 위해 적용되는 열분해 유닛 (열분해 유닛은 증기 열 분해기임) 을 추가로 포함하는 단락 17 내지 19 중 어느 하나에 따른 시스템.
21. 주입된 올레핀 및 파라핀의 혼합물을 포함하는 탄화수소를 갖는 유동 촉매 분해 시스템의 조절 방법으로서, 상기 방법은 유동 촉매 분해 시스템에 주입된 탄화수소의 적어도 일부를 분리 유닛으로 우회시켜 약 70 wt% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 생성물을 생성하는 단계; 및 올레핀-풍부 생성물을 유동 촉매 분해기에 주입하여 약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생성하기에 충분한 조건으로 하나 이상의 촉매의 존재 하에 올레핀-풍부 생성물의 적어도 일부를 분해하는 단계를 포함하는 방법.
22. 단락 21 에 있어서, 우회된 탄화수소를 분리하는 것은 우회된 탄화수소에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡수하여 올레핀-부족 탄화수소를 제공하는 단계; 흡수된 올레핀의 적어도 일부를 대체 매개물로 대체하여 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공하는 단계; 올레핀-부족 탄화수소를 분획하여 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 생성물을 생성하는 단계; 및 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 분획하여 올레핀-풍부 생성물 및 순환 대체 매개물을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
23. 단락 21 또는 22 에 있어서, 올레핀의 흡착이 다중-베드 흡착 유닛에서 발생되는 방법.
24. 단락 21 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 98.5 wt% 이상의 C2-C4 올레핀을 포함하는 방법.
임의의 구현예 및 특징은 일련의 상한값 및 일련의 하한값을 사용하여 기재하였다. 다르게 나타내지 않는 한 임의의 하한값 내지 임의의 상한값의 범위가 고려될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 임의의 하한값, 상한값 및 범위는 하기 하나 이상의 청구항에 나타난다. 모든 수치는 "약" 또는 "대략적으로" 나타낸 값이고, 이는 당업자에게 예상되는 실험적 오차 및 변화를 고려한 것이다.
다양한 용어가 상기에서 정의되었다. 청구항에서 사용된 용어가 상기에 정의되지 않았으나, 이는 당업자가 하나 이상의 인쇄된 공개물 또는 발행된 특허에서 반영된 용어를 제시하는 가장 넓은 범위의 정의이어야 한다. 또한 모든 특허, 시험 과정, 및 본 출원에서 인용된 다른 문헌은 이러한 공개물이 본 출원과 모순되지 않는 정도로 이러한 통합이 허용되는 모든 관할을 위해 참조로서 전체적으로 포함된다.
상기의 것이 본 발명의 구현예에 관한 것인 한편, 본 발명의 다른 추가의 구현예는 이의 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 이러한 범위는 하기 청구항에 의해 결정된다.

Claims (24)

  1. 하기를 포함하는 탄화수소의 제조 방법:
    올레핀 및 파라핀을 포함하는 탄화수소를 분리하여 약 70 wt% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 탄화수소 및 약 70 wt% 이상의 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 탄화수소를 생성하는 단계; 및
    약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생성하는데 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재 하에 올레핀-풍부 탄화수소의 적어도 일부를 분해하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 추가로 약 10 wt% 내지 약 60 wt% 의 에틸렌 및 약 5 wt% 내지 약 50 wt% 의 프로필렌을 포함하는 제 2 분해된 생성물을 생성하는데 충분한 조건에서 파라핀-풍부 탄화수소를 분해하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 탄화수소를 분리하는 단계가 하기를 포함하는 방법:
    탄화수소에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡착시켜 올레핀-부족 탄화수소를 제공하는 단계;
    흡착된 올레핀의 적어도 일부를 대체 매개물로 대체하여 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공하는 단계;
    올레핀-부족 탄화수소를 분별하여 파라핀-풍부 탄화수소를 생산하는 단계; 및
    대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 분별하여 올레핀-풍부 탄화수소 및 재순환 대체 매개물을 생산하는 단계.
  4. 제 1 항에 있어서, 탄화수소를 분리하는 단계가 탄화수소에 함유된 올레핀의 약 95% 이상을 회수하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 탄화수소를 분리하는 단계가 다중 베드 흡착을 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 올레핀-풍부 탄화수소가 약 98.5 wt% 이상의 C2-C4 올레핀을 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 탄화수소가 약 60 wt% 이상의 C2-C12 올레핀 및 파라핀을 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 탄화수소가 약 75 wt% 이상의 C2-C5 올레핀 및 파라핀을 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 올레핀-풍부 탄화수소가 약 95 wt% 이상의 C2-C5 올레핀을 포함하고 파라핀-풍부 탄화수소는 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 포함하는 방법.
  10. 하기를 포함하는 탄화수소의 제조 방법:
    탄화수소를 정제하여 정제된 탄화수소를 제공하는 단계;
    정제된 탄화수소에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡착시켜 올레핀-부족 탄화수소를 제공하는 단계;
    흡착된 올레핀의 적어도 일부를 대체 매개물로 대체하여 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공하는 단계;
    올레핀-부족 탄화수소를 분별하여 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 생성물을 생산하는 단계; 및
    대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 혼합하여 약 90 wt% 이상의 C2-C5 올레핀 및 재순환 대체 매개물을 포함하는 올레핀-풍부 생성물을 생산하는 단계를 포함하는 탄화수소를 분리하는 단계; 및
    약 25 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생산하기에 충분한 조건에서 하나 이상의 촉매의 존재 하에 올레핀-풍부 생성물의 적어도 일부를 분해하는 단계.
  11. 제 10 항에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 590℃ 내지 약 675℃ 의 온도에서 분해되는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 올레핀의 흡착이 다중-베드 흡착 유닛 내에서 발생하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 98.5 wt% 이상의 C2-C4 올레핀을 포함하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 68 kPa 내지 약 690 kPa 의 압력에서 분해되는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 분해된 생성물을 분별하여 나프텐 혼합물 및 올레핀 혼합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 추가로 하기를 포함하는 방법:
    올레핀 혼합물을 압축하여 압축된 올레핀 혼합물을 생성하는 단계;
    압축된 올레핀 혼합물을 처리하여 처리된 올레핀 혼합물을 생성하는 단계;
    처리된 올레핀 혼합물을 건조시켜 건조된 올레핀 혼합물을 생성하는 단계; 및
    건조된 올레핀 혼합물을 분리하여 C3 및 경질 탄화수소를 포함하는 상부물 및 C4 및 중질의 탄화수소를 포함하는 하부물을 생성하는 단계.
  17. 하기를 포함하는 탄화수소의 제조하기 위한 시스템:
    약 70 wt% 이상의 C2-C12 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 탄화수소 및 약 70 wt% 이상의 C2-C12 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 탄화수소를 생성하기 위한 올레핀 및
    파라핀을 포함하는 탄화수소를 분리하기 위해 맞춰진 분리 유닛; 및 약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 제 1 분해된 생성물을 생성하기 위한 올레핀-풍부 탄화수소의 적어도 일부를 분해하기 위해 맞춰진 유동 촉매 분해 유닛.
  18. 제 17 항에 있어서, 분리 유닛이 정제기, 다중-베드 흡착기, 및 하나 이상의 분별기를 포함하는 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 다중-베드 흡착기가 2 개 이상의 흡착 유닛을 포함하는 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서, 파라핀-풍부 탄화수소의 적어도 일부를 분해하여 제 2 분해된 생성물을 생성하기 위해 적용되는 열분해 유닛 (열분해 유닛은 증기 열 분해기임) 을 추가로 포함하는 시스템.
  21. 하기를 포함하는, 주입된 올레핀 및 파라핀의 혼합물을 포함하는 탄화수소를 갖는 유동 촉매 분해 시스템의 조절 방법:
    유동 촉매 분해 시스템에 주입된 탄화수소의 적어도 일부를 분리 유닛으로 우회시켜 약 70 wt% 이상의 올레핀을 포함하는 올레핀-풍부 생성물을 생성하는 단계; 및
    올레핀-풍부 생성물을 유동 촉매 분해기에 주입하여 약 20 wt% 이상의 C2-C3 올레핀을 포함하는 분해된 생성물을 생성하기에 충분한 조건으로 하나 이상의 촉매의 존재 하에 올레핀-풍부 생성물의 적어도 일부를 분해하는 단계를 포함하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 우회된 탄화수소를 분리하는 것이 하기를 포함하는 방법:
    우회된 탄화수소에 함유된 임의의 올레핀의 적어도 일부를 흡수하여 올레핀-부족 탄화수소를 제공하는 단계;
    흡수된 올레핀의 적어도 일부를 대체 매개물로 대체하여 대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 제공하는 단계;
    올레핀-부족 탄화수소를 분획하여 약 60 wt% 이상의 C2-C5 파라핀을 포함하는 파라핀-풍부 생성물을 생성하는 단계; 및
    대체 매개물과 혼합된 올레핀-풍부 탄화수소를 분획하여 올레핀-풍부 생성물 및 순환 대체 매개물을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 올레핀의 흡착이 다중-베드 흡착 유닛 내에서 발생되는 방법.
  24. 제 21 항에 있어서, 올레핀-풍부 생성물이 약 98.5 wt% 이상의 C2-C4 올레핀을 포함하는 방법.
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