KR20230109661A - 나프타 흡수, 스트리핑 및 안정화 제공을 위한 유동 접촉 분해 가스 플랜트 내의 분리벽형 증류탑 - Google Patents

나프타 흡수, 스트리핑 및 안정화 제공을 위한 유동 접촉 분해 가스 플랜트 내의 분리벽형 증류탑 Download PDF

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브하리 브후잔 싱흐
이안 엘제이
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켈로그 브라운 앤드 루트 엘엘씨
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Abstract

유동 접촉 분해(FCC) 프로세스에서 생성되는 탄화수소들로부터 나프타 블렌드 스톡을 회수하기 위한 방법들과 장치들이 개시된다. 특히, 본 발명은 FCC 프로세스를 위한 가스 플랜트들과 관련되며, 여기서 상기 가스 플랜트는 분리벽형 증류탑을 이용한다. 상기 분리벽형 증류탑은 본질적으로 셋의 다른 칼럼들, 즉 일차 흡수기, 스트리퍼 및 탈부탄기에 의해 전통적인 FCC 가스 플랜트 내에서 수행되는 기능들을 수행한다.

Description

나프타 흡수, 스트리핑 및 안정화 제공을 위한 유동 접촉 분해 가스 플랜트 내의 분리벽형 증류탑
본 출원은 유동 접촉 분해 시스템 내에 사용되는 가스 플랜트에 관한 것이며, 보다 상세하게는 분리벽형 증류탑을 포함하는 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
유동 접촉 분해(fluid catalytic cracking: FCC)는 원유 내의 높은 끓는점의 고분자량의 탄화수소 분자들을 프로필렌, 캣-크랙(cat-cracked) 나프타 및 중간 유분들과 같은 고가치의 생성물들로 전환시키기 위해 석유 정제 공장들에서 이용되는 중요하고 잘 알려진 상업용 전환 프로세스이다. FCC 프로세스는 통상적으로 셋의 주요 섹션들-분해 유닛(반응기/재생기를 포함), 주 분류기 및 가스 플랜트 섹션(증기 회수 유닛(VRU) 또는 가스 농축 유닛(GCU)으로도 알려짐)을 수반한다. 도 1은 가스 플랜트(100)를 가지는 통상적인 FCC 유닛의 전체적인 블록 흐름도를 도시한다. 큰 분자량의 공급물이 접촉 분해 유닛(즉, 반응기/재생기)으로 공급된다. 상기 공급물은, 예를 들면, 무거운 상압 가스 오일들, 진공 가스 오일들 및/또는 잔여물이 될 수 있다. 상기 공급물은 기화되고, 접촉 분해 반응을 통해 보다 작은 분자들로 분해된다. 반응기 유출물은 주 분류기로 제공된다. 상기 주 분류기로부터의 액체 생성물은 중질 나프타, 접촉 분해 경유(LCO) 및 접촉 분해 중유(HCO)를 포함할 수 있다. 슬러리도 저부 생성물로서 생성될 수 있다. 상기 주 분류기로부터 천연 나프타가 상기 가스 플랜트의 일차 흡수기 칼럼으로 직접 제공될 수 있다. 상기 주 분류기의 오버헤드 스트림은 상기 가스 플랜트로 제공된다.
도 1에 예시한 통상적인 가스 플랜트 및 구성 요소들은 다음에 보다 상세하게 설명된다. 그러나 통상적인 가스 플랜트가 도 1에 굵은 박스들 내에 도시한 셋의 주요 칼럼들-스트리퍼, 일차 흡수기 및 탈부탄기를 포함하는 점이 도 1로부터 파악되어야 할 것이다. 또한, 상기 가스 플랜트는 성분들 사이의 섬세한 분리를 제공하기 위해 다른 칼럼들을 포함한다. 상기 주 분류기로부터의 오버헤드 생성물들(및 상기 주 분류기로부터의 천연 나프타)은 에탄 및 보다 가벼운 성분들, 프로판, 부탄, 펜탄, C6 성분들, 그리고 C7 성분들을 포함하여 다수의 성분들을 포함한다. 상기 가스 플랜트의 목적은, 예를 들면, 가솔린(비록 일부 C4는 함유하지 않을 수 있지만 주로 C5+ 물질임)을 제공하도록 다양한 성분들을 분리하는 것이다.
예를 들면, 장비 수요와 공간 요구를 감소시키고, 자본 비용(CAPEX) 및 동작의 동작 비용(OPEX)을 개선하여 접촉 분해 동작들에 이용되는 가스 플랜트들을 개선하기 위한 요구가 종래 기술 분야에서 지속적으로 존재하고 있다.
유동 접촉 분해(FCC) 프로세스에서 생성되는 탄화수소들로부터 나프타 블렌드 스톡(naphtha blend stock)을 회수하기 위한 방법이 여기에 개시되며, 상기 방법은, 상기 FCC 프로세스로부터의 습성 가스를 압축하는 단계를 포함하고, 상기 습성 가스는 C2―C5+ 물질들을 포함하며; 증기 부분 및 액체 부분을 제공하도록 상기 압축된 습성 가스를 분별하는 단계를 포함하고; 상기 증기 부분 및 상기 액체 부분을 분리벽형 증류탑(dividing wall column) 내에서 결합하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 분리벽형 증류탑은 상기 분리벽형 증류탑의 상단 섹션을 예비-분류기(pre-fractionator) 섹션 및 주 분류기(main fractionator) 상부 섹션으로 나누는 수직 분리벽을 포함하고, 상기 주 분류기 상부 섹션은 상기 수직 분리벽 아래에 구성되는 주 분류기 하부 섹션과 인접하며, 여기서 상기 증기 부분 및 상기 액체 부분은 상기 예비-분류기 섹션 내에서 결합되고, 상기 방법은 C2- 농후 오버헤드 스트림(enriched overhead stream) 및 C3+ 농후 부분을 제공하도록 상기 결합된 증기 부분 및 액체 부분을 상기 예비-분류기 섹션 내에서 분별하는 단계를 포함하며; 상기 C3+ 농후 부분을 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급하는 단계를 포함하고; C3/C4 농후 오버헤드 스트림 및 C5+ 농후 저부 스트림을 제공하도록 상기 C3+ 농후 부분을 상기 주 분류기 하부 섹션 및 상기 주 분류기 상부 섹션 내에서 분별하는 단계를 포함하며; 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환시키는 단계를 포함하고; 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제2 부분을 상기 나프타 블렌드 스톡으로 회수하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은 천연 나프타를 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로부터 상기 예비-분류기 섹션으로 제공하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 C3+ 농후 부분을 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급하는 단계는 상기 C3+ 농후 부분을 사이드 리보일러(side reboiler) 내에서 상기 C5+ 농후 저부 스트림에 대해 가열하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은 냉각된 C3/C4 농후 물질을 제공하도록 상기 C3/C4 농후 오버헤드 스트림을 냉각하는 단계; 상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제1 부분을 상기 주 분류기 상부 섹션으로 돌려보내는 단계; 및 상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제2 부분을 액화 석유 가스(LPG) 처리 설비로 제공하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 C3+ 농후 부분을 분별하는 단계는 제1 리보일러 내에서 상기 분리벽형 증류탑의 저부 트레이로부터 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 다시 끓이는 단계 및 상기 다시 끓여진 C3+ 농후 부분을 상기 분리벽형 증류탑의 섬프(sump)로 돌려보내는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 리보일러는 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 상기 FCC 프로세스로부터의 보다 낮은 등급의 주 분류기 펌프어라운드(pumparound)에 대해 가열한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은 상기 섬프로부터의 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 제2 리보일러 내에서 상기 FCC 프로세스로부터의 높은 등급의 주 분류기 펌프어라운드에 대해 가열하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환시키기 이전에 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 냉각하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은 오버헤드 스트림으로서 다른 농후한 C2- 부분 및 저부 스트림으로서 C3+ 농후 부분을 제공하도록 상기 C2- 농후 오버헤드 스트림을 이차 흡수기 칼럼(absorber column) 내에서 분별하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은 상기 다른 농후한 C2- 부분을 연료 가스 처리 설비로 제공하는 단계 및 상기 C3+ 농후 부분을 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로 제공하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 예비-분류기 섹션에 연결되는 응축기가 존재하지 않는다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 분리벽형 증류탑에 연결되는 단일의 응축기만이 존재하며, 상기 단일의 응축기는 상기 주 분류기 상부 섹션에 연결된다.
또한, 유동 접촉 분해(FCC) 프로세스에서 생성되는 탄화수소들로부터 나프타 블렌드 스톡을 회수하기 위한 시스템이 여기에 제공되며, 상기 시스템은, 상기 FCC 프로세스로부터의 습성 가스를 압축하도록 구성되는 압축기를 포함하고, 상기 습성 가스는 C2―C5+ 물질들을 포함하며; 증기 부분 및 액체 부분을 제공하기 위해 상기 압축된 습성 가스를 분별하도록 구성되는 분리기 드럼(separator drum)을 포함하고; 분리벽형 증류탑의 상단 섹션을 예비-분류기 섹션 및 주 분류기 상부 섹션으로 나누는 수직 분리벽을 포함하는 상기 분리벽형 증류탑을 포함하며, 상기 주 분류기 상부 섹션은 상기 수직 분리벽 아래에 구성되는 주 분류기 하부 섹션과 인접하고, 여기서 상기 시스템은 상기 증기 부분 및 상기 액체 부분이 상기 예비-분류기 섹션 내에서 결합되고, C2- 농후 오버헤드 스트림 및 C3+ 농후 부분을 제공하도록 상기 결합된 증기 부분 및 액체 부분이 상기 예비-분류기 섹션 내에서 분별되며, 상기 C3+ 농후 부분이 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급되고, C3/C4 농후 오버헤드 스트림 및 C5+ 농후 저부 스트림을 제공하도록 상기 C3+ 농후 부분이 상기 주 분류기 하부 섹션 및 주 분류기 상부 섹션 내에서 분별되며, 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분이 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환되고, 상기 C5+ 농후 저부 스트림이 상기 나프타 블렌드 스톡으로 회수되도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로부터 천연 나프타가 상기 예비-분류기 섹션으로 제공된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 시스템은 상기 C3+ 농후 부분이 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급되기 이전에 상기 C3+ 농후 부분을 상기 C5+ 농후 저부 스트림에 대해 가열하도록 구성되는 사이드 리보일러를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 시스템은 냉각된 C3/C4 농후 물질을 제공하기 위해 상기 C3/C4 농후 오버헤드 스트림을 냉각하도록 구성되는 응축기; 및 상기 냉각된 C3/C4 농후 물질을 수용하도록 구성되는 환류 드럼(reflux drum)을 더 포함하며, 여기서 상기 시스템은 상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제1 부분을 상기 주 분류기 상부 섹션으로 돌려보내고, 상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제2 부분을 액화 석유 가스(LPG) 처리 설비로 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 시스템은 상기 분리벽형 증류탑의 저부 트레이로부터의 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 가열하며, 상기 가열된 C3+ 농후 부분을 상기 분리벽형 증류탑의 섬프로 돌려보내도록 구성되는 제1 리보일러를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 리보일러는 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 상기 FCC 프로세스로부터의 보다 낮은 등급의 주 분류기 펌프어라운드에 대해 가열한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 시스템은 상기 섬프로부터의 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 제2 리보일러 내에서 상기 FCC 프로세스로부터의 높은 등급의 주 분류기 펌프어라운드에 대해 가열하도록 구성되는 상기 제2 리보일러를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 시스템은 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환시키기 이전에 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 냉각하도록 구성되는 냉각기를 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 시스템은 오버헤드 스트림으로서 다른 농후한 C2- 부분 및 저부 스트림으로서 C3+ 농후 부분을 제공하기 위해 상기 C2- 농후 오버헤드 스트림을 분별하도록 구성되는 이차 흡수기 칼럼을 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 다른 농후한 C2- 부분은 연료 가스 처리 설비로 제공되며, 상기 C3+ 농후 부분은 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로 제공된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 분리벽형 증류탑에 연결되는 단일의 응축기만을 포함하며, 여기서 상기 단일의 응축기는 상기 주 분류기 상부 섹션에 연결된다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 플랜트를 포함하는 FCC 프로세스의 개략적인 도면을 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 가스 플랜트를 도시한다.
도 3은 FCC 유닛 및 나프타 흡수기 스트리퍼 안정화기-분리벽형 증류탑(NASS-DWC)을 포함하는 가스 플랜트를 개괄하는 블록 흐름도를 도시한다.
도 4는 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트를 도시한다.
도 5는 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트의 개략적인 도면을 도시한다.
도 6은 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트의 선택적인 실시예의 개략적인 도면을 도시한다.
도 7은 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트의 다른 선택적인 실시예의 개략적인 도면을 도시한다.
도 8은 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트의 다른 선택적인 실시예의 개략적인 도면을 도시한다.
도 2는 접촉 분해(catalytic cracking) 프로세스에 이용되는 통상적인 가스 플랜트(200)의 보다 상세한 예시를 도시한다. 중간 냉각기(intercooler)들, 펌프들, 리보일러(reboiler)들 및 이들과 유사한 것들과 같은 일부 장비들이 예시한 방법들과 시스템들의 이해에 중요하지 않을 경우에는 도면들에서 생략되거나, 표시되거나, 논의되지 않는 점에 유의한다. 주 분류기 드럼(main fractionator drum)으로부터의 습성 가스(wet gas)는 라인(204)을 통해 습성 가스 압축기 흡인 드럼(compressor suction drum)(202)으로 제공된다. 상기 습성 가스는 C2, C3 및 C4 성분들뿐만 아니라 일부 C5 및 C5+ 물질을 포함한다. 상기 습성 가스는, 예를 들면, 2단 원심분리 기계가 될 수 있는 습성 가스 압축기(206) 내에서 압축된다. 상기 압축기의 제1 단계 배출로부터의 증기들(라인(207))은 중간 단계 냉각기(208) 내에서 부분적으로 압축될 수 있으며, 중간 단계 드럼(drum)(210) 내로 보내질 수 있다. 상기 드럼(20)의 저부 물질들은 산성수 처리로 제공될 수 있다(라인(212)). 상기 습성 가스 압축기의 제2 단계로부터의 증기 배출(라인(214))은 중간 단계 드럼으로부터의 액체와 결합될 수 있으며(라인(216)), 고압 냉각기(218)를 이용하여 냉각될 수 있고, 고압 분리기 드럼(separator drum)(220)으로 제공될 수 있다. 또한, 고압 트림 냉각기(trim cooler)(222)가 상기 고압 분리기 드럼(220)에 대한 공급물을 냉각하도록 이용될 수 있다. 상기 고압 분리기 드럼(220)은 상기 증기 내의 가벼운(C2-C4) 성분들 및 상기 액체 내의 보다 무거운(C5+) 성분들 사이의 원료 분별을 제공한다. 상기 증기가 약간의 보다 무거운 성분들을 포함하게 되고, 상기 액체가 약간의 가벼운 성분들을 포함하게 되는 점이 이해될 것이다.
상기 고압 분리기 드럼(220)으로부터의 증기는 라인(226)을 통해 일차 흡수기 칼럼(primary absorber column)(224)의 저부로 제공된다. 상기 주 분류기로부터 천연 나프타가 라인(228)을 통해 상기 일차 흡수기 칼럼(224)로 제공되며, 탈부탄기(debutanizer)(다음에서 논의됨)로부터 슈퍼 린 오일(super lean oil)이 라인(230)을 통해 상기 일차 흡수기 칼럼(224)으로 제공된다. 상기 탈부탄기로부터의 상기 슈퍼 린 오일(라인(230))은 통상적으로 상기 천연 나프타의 도입 지점 상부에서 상기 일차 흡수기 칼럼으로 도입된다(라인(228)). 일부 실시예들에 따르면, 상기 천연 나프타 공급물(라인(228))은 설계에 의해 설정되며, 변화되지 않을 수 있다. 그러나 상기 탈부탄기로부터의 상기 린 오일(라인(230))은 슬립 스트림(slip stream)이 될 수 있으며, 조절될 수 있다. 상기 라인들(228, 230) 내의 물질들은 차갑고 무거우므로, 라인(226)을 통해 상기 일차 흡수기 칼럼을 통해 상승되는 물질들로부터 무거운 성분들을 끌어당긴다. 상기 일차 흡수기 칼럼의 오버헤드 스트림(232)은 C2 성분들 및 약간의 C3 및 C4 성분들을 함유하게 될 것이다. 상기 라인(232) 내의 가벼운 성분들은 이차 흡수기 칼럼(스펀지 흡수기(sponge absorber)라고도 알려짐)(236)으로 제공될 수 있다. 상기 이차 흡수기 칼럼(236)은 라인(238)을 통해 상기 주 분류기로부터 린 오일을 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 린 오일은 린 오일 냉각기(240)를 이용하여 냉각될 수 있다. 상기 린 오일은 상기 이차 흡수기 칼럼 내의 보다 무거운 성분들을 아래로 당기며, 상기 보다 무거운 성분들은 라인(242)을 통해 리치 스펀지 오일(rich sponge oil)로서 상기 주 분류기로 재순환될 수 있다. 주로 C2- 성분들인 상기 이차 흡수기 칼럼 내의 상기 가벼운 성분들은 라인(244)을 통해 산성 연료 가스 처리 설비들로 보내질 수 있다. 대부분 C3 및 C4 성분들을 포함하는 상기 일차 흡수기 칼럼(224)의 저부 물질들은 라인(234)을 통해 상기 고압 냉각기(218)로 직접 돌아간다.
대부분 C5+ 물질인(그러나 일부 C2, C3 및 C4 물질을 포함함) 상기 고압 분리기 드럼(220)으로부터의 액체는 라인(248)을 통해 스트리퍼 칼럼(stripper column)(246)의 상단으로 제공될 수 있다. 상기 스트리퍼 칼럼(246)은 상기 가벼운 성분들(대부분 C2- 및 일부 C3 및 C4)의 일부를 제거하며, 상기 가벼운 성분들을 라인(250)을 통해 상기 고압 냉각기(218)로 다시 재순환시킨다. 상기 스트리퍼 칼럼(246)은 하나 또는 그 이상의 리보일러들(252)을 포함할 수 있으며, 그 듀티(duty)는 하류의 탈부탄기 칼럼(debutanizer column)으로 제공되는 상기 스트리퍼 칼럼 저부 물질의 C4- 스펙을 결정한다. 하나의 리보일러(252)가 예시된다.
상기 스트리퍼 칼럼 저부 물질들(라인(254))은 열교환기(256) 내에서 상기 탈부탄기 칼럼 저부 물질들과의 열 교환에 의해 예열될 수 있으며, 이후에 탈부탄기 칼럼(안정화기 칼럼(stabilizer column)으로도 알려짐)(258)으로 제공된다. 대부분 C3 및 C4 물질들을 포함하는 상기 탈부탄기 칼럼 오버헤드 스트림(260)은 탈부탄기 오버헤드 응축기(262) 및 탈부탄기 오버헤드 트림 응축기(264)를 이용하여 냉각될 수 있고, 탈부탄기 환류 드럼(reflux drum)(266)으로 제공될 수 있다. 상기 탈부탄기 칼럼 오버헤드의 일부는 상기 탈부탄기 칼럼(라인(268))으로 돌려보내질 수 있으며, 나머지는 액화 석유 가스(LPG)(대부분 프로판 및 부탄)를 처리하기 위한, 예를 들면, 아민(amine) 처리, 메르캅탄 황(mercaptan sulfur) 제거, 상기 C3과 상기 C4를 분리하는 탈프로판기(depropanizer), 그리고 프로필렌 및 프로판 생성물들 내로의 상기 C3들의 분리를 위한 설비들로 보내질 수 있다(라인(270)). 상기 C4는 가솔린 혼합 또는 LPG 판매를 위해 더 처리될 수 있다.
C5+가 농후한 상기 탈부탄기 저부 물질들(라인(272))은 상기 열교환기(256), 탈부탄기 저부 공기 냉각기(274) 및 탈부탄기 저부 트림 냉각기(276)에 의해 예비 냉각된다. 상기 냉각된 탈부탄기 저부 물질들의 일부(라인(278))는 슈퍼 린 오일로서 상기 일차 흡수기 칼럼(224)으로(즉, 라인(230)을 통해) 돌려보내질 수 있으며, 나머지는(라인(280)) 캣-크랙(cat-cracked) 나프타 가솔린 블렌드 스톡(blend stock)으로 산출된다.
본 발명자들은 상기 FCC 가스 플랜트 설계가, 도 2에 예시한 바와 같이, 상기 일차 흡수기 칼럼(224), 상기 스트리퍼 칼럼(246) 및 상기 탈부탄기 칼럼(258)의 기능들과 결합하는 분리벽형 증류탑(dividing wall column: DWC)을 이용하여 크게 단순화될 수 있는 점을 발견하였다. 상기 분리벽형 증류탑은 여기서 나프타 흡수기 스트리퍼 안정화기(Naphtha Absorber Stripper Stabilizer)-분리벽형 증류탑(NASS-DWC)으로 지칭된다. 도 3은 FCC 유닛 및 내부에 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트를 개괄하는 블록 흐름도를 도시한다. NASS-DWC의 사용은, 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이, 상기 가스 플랜트(100)에 비해 상기 가스 플랜트(300)의 흐름 계획을 크게 단순화시킨다. 다음에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 상기 NASS-DWC는 단일의 응축기를 사용하지만, 셋의 칼럼들을 이용하는 종래의 FCC 가스 플랜트 계획보다 낮은 자본비용(CAPEX) 및 동작 비용(OPEX)을 요구하면서 여전히 상기 프로필렌 회수, 상기 LPG 생성물들 내의 상기 C2- 및 C5+ 스펙, 그리고 상기 캣-크랙 나프타 내의 상기 C4 스펙을 향상시키거나 유지할 수 있다. 감소된 장비 수요 및 장비 크기들의 감소는 변경된 FCC 가스 플랜트 흐름 계획을 위한 CAPEX 및 구상 공간 요구 사항을 감소시키는 데 기여한다. OPEX 절감은 수증기, 냉각수 및 전력에 대한 요구 사항을 감소시킬 뿐만 아니라 유지관리 요구 사항들을 감소시킴으로써 이루어진다. 예시한 가스 플랜트(300)에서, 상기 이차 흡수기 칼럼이 선택적인 점에 유의한다. 다음에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 일부 실시예들은 이차 흡수기를 포함하며, 다른 실시예들을 포함하지 않는다.
도 4는 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트(400)의 실시예를 예시한다. 상기 주 분류기 드럼으로부터의 습성 가스는 라인(404)을 통해 습성 가스 압축기 흡인 드럼(402)으로 제공된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 습성 가스는 C2, C3 및 C4 성분들뿐만 아니라 약간의 C5 및 C5+ 물질을 포함한다. 상기 습성 가스는, 예를 들면, 2단 원심분리 기계가 될 수 있는 습성 가스 압축기(406) 내에서 압축된다. 상기 압축기의 제1 단계 배출로부터의 증기들(라인(407))은 중간 단계 냉각기(408) 내에서 부분적으로 응축될 수 있고, 중간 단계 드럼(410) 내로 보내질 수 있다. 상기 드럼(410)의 저부 물질들은 산성수 처리로 제공될 수 있다(라인(212)). 상기 습성 가스 압축기의 제2 단계로부터의 증기 배출(라인(414))은 중간 단계 드럼으로부터의 액체와 결합될 수 있고(라인(416)), 고압 냉각기(418)를 이용하여 냉각될 수 있으며, 고압 분리기 드럼(420)으로 제공될 수 있다. 또한, 고압 트림 냉각기(422)가 상기 고압 분리기 드럼(420)에 대한 공급물을 냉각시키는 데 이용될 수 있다. 상기 고압 분리기 드럼(420)은 상기 증기 내의 가벼운(C2-C4) 성분들 및 상기 액체 내의 보다 무거운(C5+) 성분들 사이의 원료 분별을 제공한다. 상기 증기가 약간의 보다 무거운 성분들을 포함하게 될 것이며, 상기 액체가 약간의 가벼운 성분들을 포함하게 될 것인 점이 이해될 것이다.
상기 고압 분리기 드럼(420)로부터의 상기 증기 부분(라인(422)) 및 상기 액체 부분(라인(424)) 모두가 상기 NASS-DWC(426)로 제공된다. 상기 NASS-DWC(426)는 분리벽(428)을 포함하며, 상기 분리벽(428)은 상기 증류탑의 상단 부분을 예비-분류기(pre-fractionator) 섹션(430) 및 주 분류기 상부 섹션(432)으로 나눈다. 상기 NASS-DWC의 하부의 분리되지 않은 부분은 여기서 상기 주 분류기 하부 섹션(434)으로 지칭된다. 상기 예비-분류기 섹션(430)은 대체로 종래의 FCC 가스 플랜트들의 상기 일차 흡수기 및 스트리퍼 칼럼들(즉, 도 2의 224 및 246)과 동일한 분리 기능성을 제공한다. 슈퍼 린 오일이 라인(436)을 통해 상기 예비-분류기 섹션(430)으로 제공되며, 상기 주 분류기 오버헤드 드럼으로부터 천연 나프타가 라인(438)을 통해 제공된다. 상기 칼럼 공급물들 내에 함유된 C3+ 성분들은 상기 슈퍼 린 오일과 함께 상기 예비-분류기 섹션(430) 내에서 회수된다(상술한 바와 같이 조절 가능함). C2- 성분들은 상기 주 분류기 하부 섹션(434)로부터 상기 예비-분류기 섹션(430)까지 보내지는 요구되는 양의 증기들에 의해 벗겨진다. 상기 C2- 농후 오버헤드 스트림(enriched overhead stream)(440)은 이차 흡수기 칼럼(442)으로 보내질 수 있으며, 여기서 상기 C3+ 성분 회수(라인(448), 주 분류기로 돌려보내짐)가 상기 FCC 주 분류기로부터의 중질(heavy) 나프타 또는 LCO 린 오일(라인(444))과의 접촉에 의해 증가되고, 냉각기(446)에 의해 냉각된다. 상기 이차 흡수기 칼럼 오버헤드 스트림(450)은 C2- 성분들이 풍부하며, 아민 처리될 수 있고, 정제 연료 가스 섹션으로 보내질 수 있다.
상기 예비-분류기 섹션(430)으로부터의 상기 오버헤드 스트림(440)을 위해 응축기가 요구되지 않는 점에 유의하는 것은 중요하다. 단지 상기 NASS-DWC를 위한 응축기는 응축기(454)이며, 이는, 다음에 설명하는 바와 같이, 상기 주 분류기 상부 섹션(432)에 연결된다. 다시 말하면, 상기 NASS-DWC는 단일 응축기 시스템이다. 또한, 다음의 상기 이차 흡수기 칼럼이 생략되는 실시예들에 도시한 바와 같이 상기 이차 흡수기 요구 사항과 독립적으로 동작하는 점에 유의해야 한다.
예시한 실시예에서, 상기 NASS-DWC(426)로부터 상기 고압 분리기 드럼(420)까지 액체 또는 증기의 재순환이 없는 점에 유의한다. 다시 말하면, 재순환 라인(234 및/또는 250)(도 2에 도시한 바와 같은)에 대한 필요가 존재하지 않는다. 그 결과, 상기 고압 응축기(418), 상기 트림 냉각기(422) 및 상기 고압 분리기 드럼(420)과 같은 상기 시스템의 구성 요소들은 도 2에 예시한 종래의 실시예에 비하여 크기와 듀티가 감소될 수 있다.
상기 NASS-DWC(426)의 상기 주 분류기 상부 섹션(432)은 대체로 종래의 탈부탄기 칼럼의 정류 섹션(즉, 도 2의 258의 상부 섹션들 및 연관된 구성 요소들)의 기능을 수행한다. 상기 주 분류기 상부 섹션(432)의 오버헤드 증기(라인(452), C3/C4가 농후함)는 NASS-DWC 오버헤드 응축기(454) 및 NASS-DWC 트림 응축기(456)를 이용하여 응축될 수 있으며, NASS-DWC 환류 드럼(458)으로 제공될 수 있다. 상기 NASS-DWC 환류 드럼(458)의 내용물들의 일부는 상기 칼럼으로 돌아갈 수 있고(라인(460)), 나머지(balance)(라인(462))는 H2S 제거를 위해 아민 흡수기로 보내질 수 있으며, 스위트(sweet) LPG(C3/C4)를 제공하도록 메르캅탄 제거 유닛으로 보내질 수 있다.
상기 주 분류기 하부 섹션(434)은 대체로 나프타 생성물의 휘발성 요구 사항들을 충족시키도록 종래의 탈부탄기 칼럼의 스트리핑 섹션(즉, 도 2의 258의 상부 섹션들 및 연관된 구성 요소들)과 동일한 분리를 수행한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 주 분류기 하부 섹션(434)의 저부 생성물의 열(라인(464))이 NASS-DWC 사이드 리보일러(466)(상기 NASS-DWC 사이드 리보일러(466)가 프로세스 흐름의 명료성을 위해 도 4에 두 번 예시되는 점에 유의)로 열을 제공하는 데 이용될 수 있다. 나머지 열은 NASS-DWC 저부 공기 냉각기(468) 및 NASS-DWC 저부 트림 냉각기(470)를 이용하여 제거될 수 있다. 냉각된 저부 생성물의 일부(라인(472))는 슈퍼 린 오일로서 상기 NASS-DWC 예비분류기 섹션으로(즉, 라인(436)으로) 재순환될 수 있으며, 나머지(라인(474))는 캣-크랙 나프타 가솔린 블렌드 스톡으로 취해질 수 있다.
변경된 FCC 가스 플랜트의 수증기 요구 사항은 상기 NASS-DWC 설계를 상기 NASS-DWC 칼럼 저부 및 상기 FCC 주 분류기와 열 통합하여 최소화될 수 있다. 예를 들면, 예시한 가스 플랜트(200)에서, 셋의 프로세스 리보일러들이 성분 분리를 위해 요구되는 에너지를 공급하도록 상기 NASS-DWC 내에 사용된다. 상기 NASS-DWC 사이드 리보일러(466)는 상기 NASS-DWC 저부 스트림(464)과의 열 교환에 의해 상기 예비-분류기 섹션의 저부 트레이(bottom tray)(476)를 다시 끓이는 데 이용되며, 상기 리보일러 유출 증기/액체(라인(478))는 상기 NASS-DWC 주 분류기 하부 섹션의 상단 트레이로 돌려 보내진다. 상기 NASS-DWC 주 분류기 하부 섹션의 저부 트레이(479)로부터의 액체는 보다 낮은 등급의 주 분류기 펌프어라운드(pumparound)(LCO PA) 스트림(라인(482))에 대해 열을 교환함으로써 제1 NASS 리보일러(480) 내에서 부분적으로 기화된다. 상기 다시 끓여진 탄화수소의 증기 부분은 상기 증류탑 내에서 위로 진행되며, 액체 부분은 상기 증류탑 섬프(sump)(484)로 보내진다. 상기 증기들이 상기 증류탑 상부로 진행하면서, 상기 예비-분류기 섹션(430)에 대해 상기 주 분류기 상부 섹션(432)으로 들어가는 증기의 비율은 해당 기술 분야에 알려진 바와 같이 상기 증류탑의 트레이들에 기초하여 구성될 수 있다.
예시한 실시예에서, 상기 섬프(484)는 수직 배플(baffle)(490)에 의해 생성물 구획(486) 및 리보일러 공급물 구획(488)으로 나누어진다. 상기 제1 NASS 리보일러(480)로부터의 다시 끓여진 탄화수소의 액체 부분은 상기 리보일러 공급물 구획(488)으로 들어간다. 상기 리보일러 공급물 구획으로부터의 액체는 제2 NASS 리보일러(492)를 이용하여 다시 끓여진다. 예를 들면, 상기 제2 NASS 리보일러(492)는 높은 등급의 주 분류기 펌프어라운드(HCO PA) 스트림(라인(494))에 대해 상기 액체를 다시 끓이도록 동작할 수 있다. 상기 제2 NASS 리보일러(492)는, 예를 들면, 순환 서모사이펀(circulating thermosyphon) 리보일러가 될 수 있다. 상기 다시 끓여진 탄화수소의 증기 부분은 상기 NASS-DWC 칼럼 내에서 위로 진행하는 반면에 상기 액체 부분은 상기 리보일러 공급물 구획으로 재순환되며, 상기 액체 부분의 일부는 상기 배플(490)을 넘어서 상기 생성물 구획까지 흐른다. 다음에 논의되는 선택적인 실시예들을 포함하여 다른 가열하는/다시 끓이는 구성들도 가능하다.
상기 NASS-DWC의 동작 압력은 연료 가스 배터리 한계 압력에 의해 결정될 수 있다. 상기 고압 분리기 드럼(420)의 동작 압력은 상기 NASS-DWC 칼럼 압력에 의해 설정된다. 상기 고압 분리기 드럼(420) 내의 일정한 온도에서, 보다 낮은 동작 압력은 상기 공급물 내의 낮은 온도에서 끓는 물질들(light ends)(주로 C3-)을 보내며, 이들은 상기 NASS-DWC 예비-분류기 섹션 내에서 상기 오버헤드 연료 가스와 함께 움직이는 경향이 있다. 보다 높은 순환 나프타(슈퍼 린 오일) 흐름이 상기 보내지는 공급물로부터 상기 C3들을 회수하기 위해 요구된다. 보다 높은 순환 나프타 흐름은 상기 NASS-DWC 칼럼 전송을 증가시키며, 이에 따라 요구되는 리보일러 듀티를 증가시킨다. 일정한 고압 분리기 드럼 온도 및 높은 동작 압력에서, C2들은 상기 NASS-DWC 주 분류기 섹션 내에서 LPG와 함께 움직이는 경향이 있으며, 보다 높은 리보일러 듀티가 상기 연료 가스 내의 상기 C2들을 회수하기 위해 요구된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 NASS-DWC를 위한 최적화된 동작 압력은 종래의 일차 흡수기 압력 및 종래의 탈부탄기 칼럼 압력 사이의 어딘가에 있다. 종래의 일차 흡수기 동작 압력에 걸친 상기 NASS-DWC 설계를 위한 동작 압력에서 이루어지는 임의의 감소는 상기 습성 가스 압축기의 요구되는 배출 압력의 감소를 가능하게 하며, 이에 따라 상기 시스템의 축 마력(shaft horsepower) 요구 사항들을 감소시킨다. 상기 NASS-DWC 흐름 계획은 종래의 셋의 칼럼의 FCC 가스 플랜트 계획에 비해 재혼합(및 관련된 분리 비효율성) 현상을 감소시키며, 감소된 탄화수소 인벤토리의 이점들을 구현하게 된다. 상기 NASS-DWC에 의한 이러한 분리 효율 개선은 상기 고압 분리기 드럼의 크기를 상당히 감소시키며, CAPEX 절감에 기여한다.
도 5는 앞서 논의한 바에 따라 NASS-DWC를 포함하는 가스 플랜트(400)의 개략적인 도면을 도시한다. 도 5는 위에서 이미 설명한 바와 같은 보충 요소들을 의미하며, 여기서 상세하게 논의되지는 않는다. 상기 이차 흡수기 섹션이 도 5의 개략적인 도면에서 생략되는 점에 유의한다. 도 6은 요구되는 열 듀티가 사이드 리보일러(즉, 앞서의 실시예들에서와 같은 상기 NASS-DWC 사이드 리보일러)에 의해 공급되지만, 상기 제1 및 제2 NASS 리보일러들이 단일의 NASS-DWC 리보일러로 대체되는 선택적인 실시예를 예시한다. 도 6의 실시예의 단일의 NASS-DWC 리보일러 실시예는 높은 또는 낮은 등급의 주 분류기 펌프어라운드 보다는 수증기로 동작한다. 도 7 및 도 8은 냉각된 순환 나프타가 상기 C3 회수를 유지하는 실시예들을 예시한다. 도 7에 예시한 실시예는 모두 상기 FCC 주 분류기 펌프어라운드들로 동작하는 상기 NASS 리보일러들을 포함하는 의미에서 도 5에 예시한 경우와 유사하다. 도 8에 예시한 실시예는 수증기로 동작하는 증류탑의 저부에 단일의 NASS-DWC 리보일러를 사용하는 의미에서 도 6에 예시한 경우와 유사하다. 두 실시예들(도 7 및 도 8)에서, 재순환되는 나프타를 냉각시키는 것은 상기 NASS-DWC의 상기 예비-분류기 섹션에서의 상기 순환 나프타 요구를 감소시킨다. 재순환되는 나프타를 냉각시키는 것은 다음의 이점들을 제공할 수 있다. (1) 상기 요구되는 순환 나프타 흐름의 상당한 감소; (2) 결국 상기 FCC 유닛으로부터의 증가된 수증기 생성, 보다 많은 FCC 공급물 예열과 퍼니스(furnace) 부하 감소 및 상기 FCC 유닛 내의 감소된 수증기 요구를 가져오는 요구되는 리보일러 듀티의 상당한 감소; (3) 상기 NASS-DWC 직경의 감소; (4) 상기 LPG 스트림으로의 감소된 C2 저하; 그리고 (5) 가솔린 생산을 증가시키고, 상기 이차 흡수기에 대한 상기 린 오일 비율을 감소시키는 상기 연료 가스 내의 감소된 C5 성분 저하.
분리벽형 증류탑(즉, NASS-DWC)을 이용하는 FCC 프로세스를 위한 가스 플랜트를 개선하는 몇 가지 실시예들이 설명되었다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명을 기초로 하여 다른 구성들도 가능한 점이 자명할 것이다. 개시되는 방법들과 시스템들이 상기 습성 가스 압축기의 요구되는 유출 압력의 감소, 상기 고압 분리기 드럼의 크기 감소, 개선된 분별 효율, 감소된 시설 요구 사항들, 감소된 전체 에너지 요구 사항들, 감소된 CO2/NOx 방출, 그리고 적은 탄화수소 인벤토리로 인한 향상된 플랜트 안정성을 포함하여 종래 기술의 FCC 가스 플랜트들에 대해 몇 가지 기술적인 이점들을 제공하는 점이 이해될 것이다. 개시되는 방법들과 시스템들은 감소된 장비 수요, 적은 구상 공간 요구, 종래의 셋의 칼럼 계획에 비해 적은 자본 요구(예를 들어, 20%-30% 적은 자본 요구), 분별 경제성의 개선, 플랜트 개선/병목 현상 해소에 대한 이점들, 그리고 생성물들의 가치의 전체적인 개선을 포함하는 상업적인 이점들을 제공한다. 다양한 종래의 시스템들에 비하여 개시되는 방법들과 시스템들의 다른 이점들은, 예를 들면, 개시되는 시스템이 상기 NASS-DWC에 대한 리보일러 듀티를 제공하도록 높은 또는 낮은 등급의 FCC 주 분류기 펌프어라운드를 이용함으로써 상기 FCC 프로세스와 열 통합되는 능력을 제공하는 것이다. 또한, 개시되는 NASS-DWC 구성들은 상기 NASS-DWC의 예비-분류기 섹션과 통합되는 응축기를 요구하지 않는다.
비록 본 발명의 특정한 실시예들이 도시되고 설명되지만, 위에서의 논의가 본 발명을 이들 실시예들에 한정하는 의도는 아닌 점이 이해되어야 할 것이다. 해당 기술 분야의 숙련자에게는 다양한 변화들과 변경들이 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있는 점이 이해될 것이다. 이에 따라, 본 발명은 다음의 특허 청구 범위에 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상과 범주 내에 속할 수 있는 선택 사항들, 변경들 및 균등물들을 포괄하도록 의도된다.

Claims (24)

  1. 유동 접촉 분해(fluid catalytic cracking: FCC) 프로세스에서 생성되는 탄화수소들로부터 나프타 블렌드 스톡(naphtha blend stock)을 회수하기 위한 방법에 있어서,
    상기 FCC 프로세스로부터의 습성 가스를 압축하는 단계를 포함하고, 상기 습성 가스는 C2―C5+ 물질들을 포함하며;
    증기 부분 및 액체 부분을 제공하도록 상기 압축된 습성 가스를 분별하는 단계를 포함하고;
    상기 증기 부분 및 상기 액체 부분을 분리벽형 증류탑(dividing wall column) 내에서 결합하는 단계를 포함하며,
    상기 분리벽형 증류탑은,
    상기 분리벽형 증류탑의 상단 섹션을 예비-분류기(pre-fractionator) 섹션 및 주 분류기(main fractionator) 상부 섹션으로 나누는 수직 분리벽을 포함하고, 상기 주 분류기 상부 섹션은 상기 수직 분리벽 아래에 구성되는 주 분류기 하부 섹션과 인접하며,
    상기 증기 부분 및 상기 액체 부분은 상기 예비-분류기 섹션 내에서 결합되고,
    C2- 농후 오버헤드 스트림 및 C3+ 농후 부분을 제공하도록 상기 결합된 증기 부분 및 액체 부분을 상기 예비-분류기 섹션 내에서 분별하는 단계를 포함하며;
    상기 C3+ 농후 부분을 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급하는 단계를 포함하고;
    C3/C4 농후 오버헤드 스트림 및 C5+ 농후 저부 스트림을 제공하도록 상기 C3+ 농후 부분을 상기 주 분류기 하부 섹션 및 상기 주 분류기 상부 섹션 내에서 분별하는 단계를 포함하며;
    상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환시키는 단계를 포함하고;
    상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제2 부분을 상기 나프타 블렌드 스톡으로 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 천연 나프타를 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로부터 상기 예비-분류기 섹션으로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 C3+ 농후 부분을 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급하는 단계는 상기 C3+ 농후 부분을 사이드 리보일러 내에서 상기 C5+ 농후 저부 스트림에 대해 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    냉각된 C3/C4 농후 물질을 제공하도록 상기 C3/C4 농후 오버헤드 스트림을 냉각하는 단계;
    상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제1 부분을 상기 주 분류기 상부 섹션으로 돌려보내는 단계; 및
    상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제2 부분을 액화 석유 가스(LPG) 처리 설비로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 C3+ 농후 부분을 분별하는 단계는 제1 리보일러 내에서 상기 분리벽형 증류탑의 저부 트레이로부터 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 다시 끓이는 단계 및 상기 다시 끓여진 C3+ 농후 부분을 상기 분리벽형 증류탑의 섬프(sump)로 돌려보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 리보일러는 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 상기 FCC 프로세스로부터의 보다 낮은 등급의 주 분류기 펌프어라운드(pumparound)에 대해 가열하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 섬프로부터의 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 제2 리보일러 내에서 상기 FCC 프로세스로부터의 높은 등급의 주 분류기 펌프어라운드에 대해 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환시키기 이전에 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 오버헤드 스트림으로서 다른 농후한 C2- 부분 및 저부 스트림으로서 C3+ 농후 부분을 제공하도록 상기 C2- 농후 오버헤드 스트림을 이차 흡수기 칼럼(absorber column) 내에서 분별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다른 농후한 C2- 부분을 연료 가스 처리 설비로 제공하는 단계 및 상기 C3+ 농후 부분을 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 예비-분류기 섹션에 연결되는 응축기가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 분리벽형 증류탑에 연결되는 단일의 응축기만이 존재하며, 상기 단일의 응축기는 상기 주 분류기 상부 섹션에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 유동 접촉 분해(FCC) 프로세스에서 생성되는 탄화수소들로부터 나프타 블렌드 스톡을 회수하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 FCC 프로세스로부터의 습성 가스를 압축하도록 구성되는 압축기를 포함하고, 상기 습성 가스는 C2―C5+ 물질들을 포함하며;
    증기 부분 및 액체 부분을 제공하기 위해 상기 압축된 습성 가스를 분별하도록 구성되는 분리기 드럼(separator drum)을 포함하고;
    분리벽형 증류탑의 상단 섹션을 예비-분류기 섹션 및 주 분류기 상부 섹션으로 나누는 수직 분리벽을 포함하는 상기 분리벽형 증류탑을 포함하며, 상기 주 분류기 상부 섹션은 상기 수직 분리벽 아래에 구성되는 주 분류기 하부 섹션과 인접하고,
    상기 시스템은,
    상기 증기 부분 및 상기 액체 부분이 상기 예비-분류기 섹션 내에서 결합되고,
    C2- 농후 오버헤드 스트림 및 C3+ 농후 부분을 제공하도록 상기 결합된 증기 부분 및 액체 부분이 상기 예비-분류기 섹션 내에서 분별되며,
    상기 C3+ 농후 부분이 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급되고,
    C3/C4 농후 오버헤드 스트림 및 C5+ 농후 저부 스트림을 제공하도록 상기 C3+ 농후 부분이 상기 주 분류기 하부 섹션 및 주 분류기 상부 섹션 내에서 분별되며,
    상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분이 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환되고,
    상기 C5+ 농후 저부 스트림이 상기 나프타 블렌드 스톡으로 회수되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로부터 천연 나프타가 상기 예비-분류기 섹션으로 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 C3+ 농후 부분이 상기 주 분류기 하부 섹션으로 공급되기 이전에 상기 C3+ 농후 부분을 상기 C5+ 농후 저부 스트림에 대해 가열하도록 구성되는 사이드 리보일러를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    냉각된 C3/C4 농후 물질을 제공하기 위해 상기 C3/C4 농후 오버헤드 스트림을 냉각하도록 구성되는 응축기; 및
    상기 냉각된 C3/C4 농후 물질을 수용하도록 구성되는 환류 드럼(reflux drum)을 더 포함하며,
    상기 시스템은,
    상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제1 부분을 상기 주 분류기 상부 섹션으로 돌려보내고,
    상기 냉각된 C3/C4 농후 물질의 제2 부분을 액화 석유 가스(LPG) 처리 설비로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 분리벽형 증류탑의 저부 트레이로부터의 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 가열하며, 상기 가열된 C3+ 농후 부분을 상기 분리벽형 증류탑의 섬프로 돌려보내도록 구성되는 제1 리보일러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 리보일러는 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 상기 FCC 프로세스로부터의 보다 낮은 등급의 주 분류기 펌프어라운드에 대해 가열하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 섬프로부터의 상기 C3+ 농후 부분의 일부를 제2 리보일러 내에서 상기 FCC 프로세스로부터의 높은 등급의 주 분류기 펌프어라운드에 대해 가열하도록 구성되는 상기 제2 리보일러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제13항에 있어서, 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 상기 예비-분류기 섹션으로 재순환시키기 이전에 상기 C5+ 농후 저부 스트림의 제1 부분을 냉각하도록 구성되는 냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제13항에 있어서, 오버헤드 스트림으로서 다른 농후한 C2- 부분 및 저부 스트림으로서 C3+ 농후 부분을 제공하기 위해 상기 C2- 농후 오버헤드 스트림을 분별하도록 구성되는 이차 흡수기 칼럼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 다른 농후한 C2- 부분은 연료 가스 처리 설비로 제공되며, 상기 C3+ 농후 부분은 상기 FCC 프로세스의 주 분류기로 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제13항에 있어서, 상기 예비-분류기 섹션에 연결되는 응축기가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제13항에 있어서, 상기 분리벽형 증류탑에 연결되는 단일의 응축기를 포함하며, 상기 단일의 응축기는 상기 주 분류기 상부 섹션에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015364A (en) * 1989-06-21 1991-05-14 Mobil Oil Corporation Method and means for refinery gas plant operation
US5755933A (en) 1995-07-24 1998-05-26 The M. W. Kellogg Company Partitioned distillation column
US6271433B1 (en) 1999-02-22 2001-08-07 Stone & Webster Engineering Corp. Cat cracker gas plant process for increased olefins recovery
DE10233620A1 (de) * 2002-07-24 2004-02-12 Basf Ag Kontinuierliches Verfahren zur Auftrennung eines C4-Schnittes
US20120141333A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Uop Llc Apparatus for recovering catalytic product
US8747654B2 (en) * 2010-12-03 2014-06-10 Uop Llc Process for recovering catalytic product
RU2638846C2 (ru) 2013-02-21 2017-12-18 ДжиТиСи ТЕКНОЛОДЖИ ЮЭс ЭлЭлСи Процессы разделения с использованием колонн с разделительными стенками
TWI717316B (zh) 2014-01-24 2021-02-01 美商Ｇｔｃ科技美國有限責任公司 用來執行吸收/蒸餾之分離系統

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