KR20230174274A - 올레핀 플랜트 내의 타르 용매화를 위한 현장 용매 발생 및 구성 - Google Patents
올레핀 플랜트 내의 타르 용매화를 위한 현장 용매 발생 및 구성 Download PDFInfo
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Abstract
급냉수 분리기 드럼으로부터 탄화수소 공급물을 수용하는 2-연료유 타워 시스템을 채용한 올레핀 플랜트 내에서 타르 용매화를 위해 지속되는 C6＋C7 방향족 이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템과 프로세스가 개시되며, 여기서 상기 2-연료유 타워 시스템은 재순환되고, 급냉수 외부로 타르 분자들을 제거하는 데 기여하도록 급냉수 분리기 드럼으로 진행되는 급냉수와 혼합된다.
Description
본 발명은 에탄올 플랜트와 같은 증기 분해 올레핀 플랜트 내에서 타르 용매화를 위해 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 발생시키기 위한 시스템과 프로세스에 관한 것이며, 보다 상세하게는 시스템과 프로세스에 대한 탄화수소 공급물 스트림 내의 교란들을 견딜 수 있는 타르 용매화를 위해 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 발생시키기 위한 시스템과 프로세스에 관한 것이다.
열분해로도 알려진 증기 분해는 나프타, 액화 석유 가스(LPG), 에탄, 프로판 및/또는 부탄 공급 원료로부터 통상적으로 올레핀들로 알려진 보다 가벼운 알켄들(예를 들어, 에틸렌)을 생성하는 데 이용되는 주요 프로세스이다.
종래의 증기 분해 프로세스에서, 나프타, LPG, 또는 에탄과 같은 기체 또는 액체 탄화수소 공급물은 증기로 희석되며, 산소의 존재 없이 퍼니스 내에서 간략하게 가열된다. 반응에서 생성되는 분해된 가스 생성물들은 상기 공급물의 조성, 상기 탄화수소 대 증기 비율, 분해 온도 및 퍼니스 체류 시간에 의존하게 된다. 에탄, LPG들, 또는 가벼운 나프타와 같은 가벼운 탄화수소 공급물들은 에틸렌, 프로필렌 및 부타디엔을 포함하는 보다 가벼운 알켄들이 풍부한 분해된 가스 스트림들을 생성한다. 보다 무거운 탄화수소들(전제 범위 및 중질 나프타들뿐만 아니라 다른 정제 생성물들)은 C4 탄화수소들로부터 분해된 가스 스트림 내의 보다 무거운 탄화수소들을 분리하기 위해 올레핀 플랜트 내에 사용되는 탈부탄기 타워의 저부를 나가는 C5+ 열분해 가솔린 스트림(즉, pygas)과 같은 가솔린이나 연료유에 포함되기에 적합한 방향족 탄화수소들 및 탄화수소들이 풍부한 생성물들을 산출한다. 이러한 열분해 가솔린 스트림은 대체로 상승된 온도들에서 발화될 수 있는 C5 디올레핀들 및 올레핀들을 함유한다.
생성물 가스 및 다양한 부산물들을 생성하기 위해 요구되는 다중의 프로세스 단계들을 수행하는 올레핀 플랜트의 많은 부품들이 존재한다. 예를 들면, 상기 증기 분해기 유닛을 나감에 따라, 상기 분해된 가스는 물로 냉각되는 급냉 시스템으로 보내진다. 에탄 증기 분해 시스템들은 특히 타르로 호칭되는 중유 범위 내의 적은 양의 분자들(C11+ 범위 분자들)을 함유하는 분해된 가스를 생성한다. 타르 및 상기 분해된 생성물 가스를 냉각하기 위해 사용되는 급냉 타워에 연결되는 급냉수 드럼 내의 물 사이의 밀도 차이는 상기 급냉수의 수상으로부터 매우 적은 양의 타르를 분리하기에 매우 어려울 정도로 작다. 이는 타르를 운반하는 순환되는 물을 야기하며, 교환기들과 상기 급냉 타워 내부의 패키징들을 오염시킬 수 있다.
타르 용매화로 지칭되는 방법은 연료유 범위 분자들에 대해 무거운 가솔린을 함유하는 외부의 무거운 방향족 스트림을 상기 급냉수 드럼으로 도입하여 상기 타르를 용해시키고, 상기 수상 외부로 상기 타르를 분리시키는 데 기여한다. 이들 경우들에서, 에탄 증기 분해 시스템들 내에서 타르 용매화를 위해 사용되는 용매는 바람직하게는 별도의 라인을 통해 상기 급냉수 드럼으로 도입되는 외부에서 발생되는 수소 처리된 증기 분해 열분해 가솔린이다.
예를 들면, ExxonMobil Chemical Patents Inc.에게 허여된 미국 특허 제7,560,019호 및 미국 특허 제8,025,773호에는 열분해 가스 공급 원료들을 위한 시스템이 개시되어 있으며, 여기서 상기 시스템은 올레핀들을 포함하는 유출물을 생성하기 위한 가스 분해기, 상기 유출물로부터 프로세스 에너지의 회수를 위한 적어도 하나의 전달 라인과 물 급냉 타워 시스템을 포함하며, 타르를 산출하는 액체 공급 원료들을 포함하도록 시스템 공급 원료들의 범위를 확장시키기 위한 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는 올레핀을 포함하는 프로세스 유출물을 급냉시키도록 적어도 하나의 전달 라인 교환기의 다운스트림에서 제1 급냉 유체를 주입하는 단계, 분리 용기 내에서 상기 급냉된 유출물로부터 분해된 생성물 및 타르를 포함하는 제1 부산물 스트림을 분리시키는 단계, 상기 분리되고 분해된 생성물을 상기 물 급냉 타워 시스템으로 안내하는 단계, 그리고 회수를 위한 분해된 가스 유출물 및 상기 타르를 용매화하기 위해 외부의 방향족이 풍부한 스트림이 도입되는 타르를 포함하는 제2 부산물 스트림을 생성하도록 상기 분리되고 분해된 생성물을 제2 급냉 유체로 급냉시키는 단계를 포함한다. 타르를 산출하는 액체 탄화수소 공급물을 분해하기 위한 장치도 제공된다.
그러나, 현장에 열분해 가솔린 유닛의 수소화 처리가 존재하지 않을 경우 또는 이와 같은 스트림을 부여하는 것을 수행할 수 없거나 매우 비싸게 상기 증기 분해기가 위치할 경우에는 타르 용매화를 위해 외부의 방향족이 풍부한 스트림에 접근하는 것이 어렵게 된다.
따라서, 상기 급냉수가 상기 분해된 가스를 냉각하기 위해 순환되면서 상기 올레핀 플랜트의 급냉 시스템 내의 파이프들, 패키징 및 다른 장비를 오염시키는 것을 방지하도록 상기 급냉수 내의 타르를 용해시키기 위해 적합하고 지속되는 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 요구가 존재한다.
제한적이지 않은 일 실시예에서, C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 마지막 구획을 포함하는 연속적인 구획들을 가지는 급냉수 분리기 드럼, 일차 연료유 타워 및 이차 연료유 타워를 포함하고, 여기서 상기 급냉수 분리기 드럼은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 의해 상기 일차 연료유 분리 타워에 연결되며, 상기 일차 연료유 분리 타워의 오버헤드 스트림을 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림에 연결하는 재순환 라인이 존재하고, 상기 일차 연료유 분리 타워의 저부 스트림을 상기 이차 연료유 분리 타워에 연결하는 라인이 존재한다. 선택적인 실시예에서, 상기 시스템은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 탈부탄기의 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 일부를 연결하는 구성(makeup) 스트림을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 선택적인 실시예는 단일의 연료유 타워를 구비하는 시스템을 포함한다.
또한, 다른 제한적이지 않은 측면에서, C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 프로세스가 제공되며, 여기서 상기 프로세스는 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 단계, 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림 및 C8+ 탄화수소 저부 스트림을 형성하도록 상기 일차 연료유 분리 타워 내의 C8+ 탄화수소들로부터 C6＋C7 방향족 탄화수소들을 분리하는 단계, 그리고 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 수상(water phase)으로부터 타르를 분리하고, 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 탄화수소 상 내에 상기 타르를 용해시키도록 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림을 유효량으로 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림으로 재순환시키는 단계를 포함한다.
또한, 또 다른 제한적이지 않은 실시에에서, 에틸렌 플랜트가 제공되며, 상기 에틸렌 플랜트는 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템을 포함하고, 상기 시스템은 순차적으로 마지막 구획을 포함하는 연속적인 구획들을 가지는 급냉수 분리기 드럼, 일차 연료유 분리 타워 및 이차 연료유 분리 타워를 포함하며, 여기서 상기 급냉수 분리기 드럼은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 의해 상기 일차 연료유 분리 타워에 연결되고, 상기 일차 연료유 분리 타워의 오버헤드 스트림을 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림에 연결하는 재순환 라인이 존재하며, 상기 일차 연료유 분리 타워의 저부 스트림을 상기 이차 연료유 분리 타워에 연결하는 라인이 존재한다. 선택적인 실시예에서, 상기 시스템은 탈부탄기의 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 일부를 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 상기 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 연결하는 구성 스트림을 더 포함할 수 있다.
도 1은 급냉수 분리기 드럼으로 재순환되기 위해 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 생성하기 위한 2-연료유 타워 시스템의 제한적이지 않은 실시예의 개략적인 예시이다.
도 2는 급냉수 분리기 드럼에 대한 타르 용매 구성으로서의 사용을 위하여 C5가 없고 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 생산을 위한 C5가 풍부한 측부 인출 스트림을 구비하는 탈부탄기 시스템의 제한적이지 않은 실시예의 개략적인 예시이다.
도 2는 급냉수 분리기 드럼에 대한 타르 용매 구성으로서의 사용을 위하여 C5가 없고 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 생산을 위한 C5가 풍부한 측부 인출 스트림을 구비하는 탈부탄기 시스템의 제한적이지 않은 실시예의 개략적인 예시이다.
타르(tar) 용매화를 위해 외부의 방향족이 풍부한(rich) 스트림에 대한 접근을 가지는 것이 어렵거나 비싼 상황들에서, 급냉수의 외부로 타르 분자들을 제거하는 데 기여하도록 급냉수 분리기 드럼(quench water separator drum)으로 진행되는 급냉수와 혼합되는 C6＋C7 방향족이 풍부한 탄화수소들을 함유하는 원하는 용매 스트림도 발생시키면서, 규격 등급의 증기 분해 나프타(steam cracked naphtha: SCN) 생성물(C5-C10 범위 분자들) 및 규격 등급의 중유 생성물(C11+ 범위 분자들)도 제조하도록 설계되는 2-연료유 타워(fuel oil tower) 구성(하나의 일차 연료유 타워 및 하나의 이차 연료유 타워)에 의해 고유하고 지속적인 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림이 올레핀 플랜트 내에 생성될 수 있는 것이 발견되었다.
이러한 2-타워 구성에서, 상기 일차 연료유 분리 타워 및 상기 이차 연료유 분리 타워 모두는 동작 온도를 낮게 유지하도록 매우 낮은 압력에서 동작하며, 이에 따라 증기가 상기 연료유 생성물의 발화점을 제어하기 위한 스트리핑 매체(stripping medium)로서 사용된다. C6 및 C7 방향족 분자들을 함유하는 원하는 스트림은 계획적으로 분류되고 생성되며, 이러한 C6＋C7 스트림은 급냉수 분리기 드럼으로 진행되는 급냉수와 혼합되고, 여기서 물의 외부로 타르 분자들을 제거하는 데 기여하게 되며, 이에 따라 타르 용매화가 이루어진다. 타르의 존재를 직접적으로 처리하는 것은 상기 급냉 시스템 내의 교환기들과 장비의 오염을 관리하는 데 중요하다. 비록 물로부터 100wt%의 타르를 제거하는 것이 바람직한 목표지만, 상기 프로세스는 적어도 99.9wt%의 타르가 상기 물로부터 제거될 경우, 선택적으로는 적어도 99.5wt%의 타르가 제거될 경우에 성공적인 것으로 간주될 것이며, 다른 제한적이지 않은 실시예에서 99.0wt%의 타르가 제거된다.
달리 말하면, 상기 C6 및 C7 방향족 분자들의 양은 에탄 공급물로부터 적은 양들로 만들어지며, 이러한 프로세스와 시스템에서, 상기 C6＋C7이 풍부한 방향족 분자들은 폐쇄 루프 내에서 재순환된다. 그러나, 장비 유지 관리 및 배수로 인해 상기 시스템으로부터 때때로 이들 분자들의 손실이 존재할 것이다. 이들 바람직한 분자들의 재고를 손실시키는 것을 회피하기 위해, 탈부탄기(debutanizer) 저부의 구성(makeup) 스트림이 상기 일차 연료유 분리 타워로 제공된다.
또한, C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 구성 스트림은 상기 저부 스트림은 C5가 풍부한 측부 스트림이 상기 탈부탄기의 외부로 인출된 후에 C6＋C7 방향족이 풍부한 탄화수소들로 이루어지고, 본질적으로 C5 탄화수소들이 없는 상기 올레핀 플랜트의 다운스트림(downstream)에 위치하고 탈부탄기 칼럼의 저부 스트림의 일부를 취하고, 급냉 시스템 내의 C6＋C7 방향족이 풍부한 타르 용매화 분자들의 재고를 유지하도록 상기 저부 스트림의 일부를 상기 일차 연료유 분리 타워를 제공함으로써 발생될 수 있는 점이 발견되었다. 이러한 구성 스트림의 일부 또는 전부가 사용되지 않을 경우나 임의의 잔여물이 존재할 경우, 상기 분자들은 열분해 가솔린 생성물과 혼합된다.
도 1의 개략적인 예시는 시스템(10)이 위치하는 올레핀 플랜트의 장소에서 지속되는 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장(on-site)에서 발생시키기 위한 시스템(10) 및 프로세스의 제한적이지 않은 일 실시예를 도시한다. 보다 상세하게는, 도 1을 참조하면, 열분해 퍼니스(pyrolysis furnace)들(도시되지 않음)로부터의 프로세스 가스(12)는, 제한적이지 않은 일 실시예에서 약 450℉(약 232℃)에서 급냉 타워(14)로 공급되며, 여기서 상기 프로세스 가스(12)는 급냉수(16)와의 직접적인 접촉에 의해 더 냉각된다. 타르 용매화가 없는 통상적인 급냉 타워 타르 한계는 상기 타워(14)에 대한 상기 프로세스 가스 공급에서 대표적인 부탄 분해에서 약 1wt%이다. 타르 용매화는 에탄 및 프로판과 같이 ＜1wt%의 타르를 형성하는 공급 원료들에 대해서도 상기 급냉수 품질을 현저하게 향상시킨다. 급냉수(16)는 열교환기(20) 내에서 냉각수(CW)(18)에 대해 냉각될 수 있다. 희석 증기(도시되지 않음)를 재순환시키는 위치들에서, 물이 상기 증기 발생기들로 보내질 수 있다. 유리하게는, 이러한 경우들에서, 상기 타르 용매화는 증기 발생기 오염을 크게 감소시킨다. 또한, 이점들은 재순환 증기가 아닌 가스 분해기 시스템들에 대해서도 구현될 수 있다. 타르 용매화의 사용으로 인해, 급냉수 분리기 드럼(26)을 나가는 물은 맑고 깨끗해야 하며, 이에 따라 통상적으로 타르에 기인하는 상기 급냉 회로의 다운스트림이나 이후의 오염을 회피하게 된다. 타르 용매화는 저부에 타르가 있는 3상(phase) 분리기로부터 상부의 가벼운 탄화수소 상(phase) 내에 타르가 있는 2상 분리기까지 상기 급냉수 분리기 드럼(26)을 전환시킨다.
급랭 타워 오버헤드 증기(quench tower overhead vapor)(22)는 제한적이지 않은 일 실시예에서 약 100℉(약 38℃)의 온도에서 프로세스 압축기(process gas compressor: PGC)(도시되지 않음)로 보내지는 반면, 응축된 탄화수소들을 함유하는 상기 급냉 타워 저부 스트림(24)은 복수의 구획(compartment)들을 가지는 급냉수 분리기 드럼(26)으로 공급된다. 상기 급냉수 분리기 드럼(26)의 마지막 구획으로부터의 탄화수소 상 스트림(28)이 상기 일차 연료유 분리 타워(30)로 보내진다. 상기 프로세스 가스 압축기(PGC)(도시되지 않음)의 제2 단계에서 응축되는 탄화수소들(32)도 상기 급냉수 분리기 드럼(26)으로부터의 탄화수소 공급물(28)과 결합될 수 있다.
상기 일차 연료유 분리 타워(30)는 C8+ 탄화수소 저부 스트림(36)으로부터 분별을 통해 오버헤드 스트림(34) 내의 C6＋C7 방향족이 풍부한 탄화수소들을 분리시킨다. 분리에 따라, 상기 일차 연료유 분리 타워(30) 오버헤드로부터의 오버헤드 스트림(34) 내의 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 탄화수소들은 탄화수소 상 내에 용해된 타르를 유지하기 위해 상기 급냉수 분리기 드럼(26) 내에 유효 농도의 C6＋C7 방향족들을 생성하도록 상기 급냉 타워 저부 공급물(24)로 다시 재순환된다. C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림(34)의 보다 낮은 밀도는 상기 탄화수소 상 스트림(28)으로부터 상기 급냉수 분리기 드럼(26) 내에서 상기 급냉 타워의 수상(water phase)을 분리시키는 데 기여한다.
상기 일차 연료유 분리 타워(30)가 동작 온도를 유지하도록 낮은 압력에서 동작되고, 증기가 상기 타워 저부물들의 끓는점 보다 낮은 온도로 주입되는 점이 이해될 것이다. 이용될 수 있는 압력의 제한적이지 않은 예들은 약 12psia(83kPa)로부터 독립적으로 약 17psia(117kPa)까지, 선택적으로는 약 15psia(103kPa)로부터 독립적으로 약 17psia(117kPa)까지의 범위들이다. "독립적으로"라는 표현이 범위에 대해 여기서 사용될 때, 이러한 표현은 임의의 다른 임계값이 적절한 선택적인 파라미터 범위를 제공하도록 임의의 다른 임계값과 함께 사용될 수 있는 것을 의미한다. 이용될 수 있는 동작 온도의 제한적이지 않은 예들은 약 180℉(82℃)로부터 독립적으로 약 320℉(160℃)까지, 선택적으로는 약 200℉(93℃)로부터 독립적으로 약 280℉(138℃)까지의 범위들이다.
도 1에 도시한 제한적이지 않은 실시예를 다시 참조하면, 상기 일차 연료유 분리 타워(30)의 상기 C8+ 탄화수소 저부 스트림(36)은 C8-C10 증기 분해 나프타(SCN) 스트림(40) 및 C11+ 중유 생성물 스트림(42)을 생성하도록 이차 연료유 분리 타워(38)(전술한 이유들로 심층 진공 하에서 동작함)로 공급된다. 보다 상세하게는, 상기 이차 연료유 분리 타워(38)는 약 2psia(14kPa)로부터 독립적으로 약 7psia(48kPa)까지, 선택적으로는 약 2psia(14kPa)로부터 독립적으로 약 4psia(28kPa)까지의 범위의 압력 및 약 200℉(93℃)로부터 독립적으로 약 280℉(138℃)까지의 범위로 이용될 수 있는 동작 온도에서 동작될 수 있다.
C6＋C7 방향족 분자들이 상기 플랜트 내의 에탄 스트림 분해기 퍼니스로부터 적은 양들로만 유래되기 때문에 도 1에 도시한 바와 같은 폐쇄 루프 내에서 생성되고 재순환됨에도 불구하고, 펌프 배수 및 장비 유지관리로 인해 여기에 설명되는 시스템(10)에서의 업셋(upset)들이 상기 시스템(10) 내의 물질 균형 및 C6＋C7 분자들의 손실들에 대한 문제를 야기할 수 있는 점이 이해될 것이다. 이들 분자들의 현장 공급에서의 손실을 회피하기 위해, C6＋C7의 C6-C7이 풍부한 타르 용매 구성 스트림(44)은 상기 올레핀 플랜트 내의 상기 급냉 및 2-연료유 타워 시스템들의 보다 다운스트림에 있는 탈부탄기 칼럼(48)으로부터 발생될 수 있다.
보다 상세하게는, C6＋C7 구성 스트림(44)은, 도 2에 예시한 실시예에서, C5가 풍부한 측부 인출(side draw) 스트림(50)이 상기 탈부탄기 칼럼(48)의 외부로 인출된 후에 C6＋C7 방향족이 풍부한 탄화수소들로 구성되고, C5 탄화수소들이 본질적으로 없는(상기 급냉수 분리기 드럼(26) 동작 온도에서 타르를 용해시키기 위해 유용한 것으로는 이해되지 않음) 상기 올레핀 플랜트 내의 다운스트림에 위치하는 탄화수소 공급물(58)을 수용하는 탈부탄기 칼럼(48)의 C6-C7이 풍부한 저부 스트림(46)의 일부를 취하고, C6-C7이 풍부한 타르 용매 구성 스트림(44)으로서 상기 C6-C7이 풍부한 저부 스트림(46)의 일부를 상기 일차 연료유 분리 타워(30)를 제공함으로써 발생될 수 있다.
도 2에 도시한 시스템과 프로세스의 제한적이지 않은 실시예를 다시 참조하면, 상기 탈부탄기 칼럼(48)은 C5가 풍부한 측부 인출 스트림(50)을 생성하도록 구성된다. 상기 탈부탄기 칼럼(48)의 동작 조건들은 응축시키는 매체들(즉, 냉각제, 냉각수)에 따라 약 29psia(200kPa)로부터 독립적으로 약 130psia(896kPa)까지의 범위의 오버헤드 압력과 약 1℉(-17℃)로부터 독립적으로 약 113℉(45℃)까지의 범위의 오버헤드 동작 온도 및 약 180℉(82℃)로부터 독립적으로 약 280℉(138℃)까지의 저부 온도들을 포함한다. C5가 풍부한 측부 인출(50)이 탈부탄기 칼럼(48)의 C6-C7이 풍부한 저부 스트림(46) 내에 농축된 C5 범위 탄화수소들 농도의 양을 최소화하기 위해 C5 범위 탄화수소들의 가장 높은 농도를 가지는 점이 확보되도록 상기 C5가 풍부한 측부 인출(50)의 위치가 상기 탈부탄기 칼럼(48)의 시뮬레이션을 통해 세심하게 평가되어야 하는 점이 이해될 것이다. 이러한 제한적이지 않은 실시예에 따르면, 상기 탈부탄기 칼럼(48)의 C6-C7이 풍부한 저부 스트림(46)은 주로 C6＋C7 범위 탄화수소들로 구성되며, 그 일부는 도 1에 도시한 둘의 연료유 타워 시스템 및 프로세스의 C6-C7이 풍부한 타르 용매 구성 스트림(44) 요구에 기초하여 타르 용매화를 위해 적합한 C6-C7이 풍부한 타르 용매 구성 스트림(44)으로 인출된다.
상기 급냉 시스템을 위해 필수적인 C6-C7이 풍부한 타르 용매 구성 스트림(44)을 인출한 후, 순(net) 탈부탄기 저부 스트림(52)이 순 열분해 가솔린(56)으로서 열분해 가솔린 드럼(54) 내에서 C5가 풍부한 측부 인출 스트림(50)과 혼합될 수 있다.
미국 특허 제7,560,019호 및 미국 특허 제8,025,773호에서 요구되는 바와 같이 방향족이 풍부한 용매의 외부 소스의 부존재에서, 상술한 시스템과 프로세스는 타르 용매화를 전달하고, 열교환기들, 급냉 타워 패키징들, 그리고 다른 장비의 잠재적인 오염을 회피하도록 종래의 발명들과 차별되는 이점을 제공한다.
앞서의 설명에서, 본 발명을 그 특정한 실시예들을 참조하여 기술하였다. 그러나, 이러한 설명은 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 할 것이다. 예를 들면, 특정한 예에서 구체적으로 명시되거나 기재되지 않았지만, 특허 청구 범위에 속하는 연료유 분리 타워 조건들과 구성들, 급냉 시스템 조건들과 구성, 탈부탄기 조건들과 구성, 그리고 다양한 탄화수소 및 물 스트림들의 조성과 양이나 개시되는 파라미터들은 본 발명의 범주에 속하는 것으로 예상된다.
본 발명은 개시되지 않은 요소의 부존재에서도 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 개시되는 요소들을 적절하게 포함할 수 있거나, 이들로 구성될 수 있거나, 본질적으로 이들로 구성될 수 있다. 제한적이지 않은 실시예에서, C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템이 제공될 수 있으며, 여기서 상기 시스템은 마지막 구획을 포함하는 연속적인 구획들을 가지는 급냉수 분리기 드럼, 일차 연료유 분리 타워 및 이차 연료유 분리 타워를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성되거나, 이들로 구성되며, 상기 급냉수 분리기 드럼은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 의해 상기 일차 연료유 분리 타워에 연결되고, 상기 일차 연료유 분리 타워의 오버헤드 스트림을 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림에 연결하는 재순환 라인이 존재하며, 상기 일차 연료유 분리 타워의 저부 스트림을 상기 이차 연료유 분리 타워에 연결하는 라인이 존재한다.
또한, C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 프로세스가 제공될 수 있으며, 여기서 상기 프로세스는 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 단계, 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림 및 C8+ 탄화수소 저부 스트림을 형성하도록 상기 일차 연료유 분리 타워 내의 C8+ 탄화수소들로부터 C6＋C7 방향족 탄화수소들을 분리하는 단계, 그리고 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 수상으로부터 타르를 분리하고, 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 탄화수소 상 내에 상기 타르를 용해시키도록 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림을 유효량으로 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림으로 재순환시키는 단계를 포함하거나, 본질적으로 이들 단계들로 구성되거나, 이들 단계들로 구성된다.
다른 제한적이지 않은 실시예에서, C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템을 포함하는 에틸렌 플랜트가 더 제공될 수 있으며, 여기서 상기 시스템은 마지막 구획을 포함하는 연속적인 구획들을 가지는 급냉수 분리기 드럼, 일차 연료유 분리 타워 및 이차 연료유 분리 타워를 포함하거나, 본질적으로 이들로 구성되거나, 이들로 구성되며, 여기서 상기 급냉수 분리기 드럼은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 의해 상기 일차 연료유 분리 타워에 연결되고, 상기 일차 연료유 분리 타워의 오버헤드 스트림을 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림에 연결하는 재순환 라인이 존재하며, 상기 일차 연료유 분리 타워의 저부 스트림을 상기 이차 연료유 분리 타워에 연결하는 라인이 존재한다.
본문과 특허 청구 범위에 걸쳐 사용되는 바와 같은 "포함하는" 및 "포함하다"와 같은 표현들 각기 "이에 한정되지는 않고 포함하는" 및 "이에 한정되지 않고 포함하다"라는 의미로 해석되어야 할 것이다.
여기에 사용되는 범위에서, "실질적으로"라는 표현은 "특정된 경우의 전체까지는 아니지만 충분한 정도"를 의미한다.
여기에 사용되는 바에 있어서, "일", "한" 및 "하나"와 같은 단수의 표현들은 본문에서 명백하게 다르게 기재되지 않는 한은 복수의 형태들도 포함하도록 의도된다.
여기에 사용되는 범위에서, 정해진 파라미터를 참조할 경우에 "약"이라는 표현은 기재된 값을 포함하여 본문에서 지정되는 의미를 가진다(예를 들어, 상기 정해진 파라미터의 측정과 연관된 오차의 정도를 포함한다).
여기에 사용되는 범위에서, "및/또는"이라는 표현은 연관되고 열거되는 항목들 중에서 하나 또는 그 이상의 임의의 및 모든 결합들을 포함한다.
Claims (17)
- C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템에 있어서,
마지막 구획을 포함하는 연속적인 구획들을 가지는 급냉수 분리기 드럼;
일차 연료유 분리 타워; 및
이차 연료유 분리 타워를 포함하며,
상기 급냉수 분리기 드럼은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 의해 상기 일차 연료유 분리 타워에 연결되고,
상기 일차 연료유 분리 타워의 오버헤드 스트림을 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림에 연결하는 재순환 라인이 존재하며,
상기 일차 연료유 분리 타워의 저부 스트림을 상기 이차 연료유 분리 타워에 연결하는 라인이 존재하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 탈부탄기의 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 일부를 연결하는 구성 스트림을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 급냉수 분리기 드럼은 상부의 가벼운 탄화수소 상 내에 타르(tar)를 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림 내에 존재하는 타르는 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 탄화수소 상 내에 용해되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 프로세스에 있어서,
급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 단계;
상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림 및 C8+ 탄화수소 저부 스트림을 형성하도록 상기 일차 연료유 분리 타워 내의 C8+ 탄화수소들로부터 C6＋C7 방향족 탄화수소들을 분리하는 단계; 및
상기 급냉수 분리기 드럼 내의 수상(water phase)으로부터 타르를 분리하고, 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 탄화수소 상 내에 상기 타르를 용해시키도록 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림을 유효량으로 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림으로 재순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스. - 제5항에 있어서, 상기 C8+ 탄화수소 저부 스트림을 이차 연료유 분리 타워로 안내하는 단계 및 상기 이차 연료유 분리 타워 내에 C8-C10 증기 분해 나프타(SCN) 생성물 및 중유 생성물을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제6항에 있어서, 상기 일차 연료유 분리 타워는 약 12psia(83kPa)으로부터 약 17psia(117kPa)까지의 범위의 낮은 압력 조건들에서 동작되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제6항에 있어서, 상기 일차 연료유 분리 타워는 약 180℉(82℃)로부터 약 320℉(160℃)까지의 범위의 온도에서 동작되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제6항에 있어서, 상기 이차 연료유 분리 타워는 약 2psia(14kPa)로부터 약 7psia(48kPa)까지의 범위의 진공 조건들 하에서 동작되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제6항에 있어서, 상기 이차 연료유 분리 타워는 약 200℉(93℃)로부터 약 280℉(138℃)까지의 범위의 온도에서 동작되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제5항에 있어서, 상기 일차 연료유 분리 타워로 들어가기 이전에 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터의 상기 탄화수소 스트림을 탈부탄기로부터의 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 일부와 혼합하여, 상기 C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 오버헤드 스트림 내의 C6＋C7 방향족 탄화수소들의 양을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제11항에 있어서, 상기 탈부탄기로부터의 상기 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림은 C5 탄화수소들이 없는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 제5항에 있어서, 상기 급냉수 분리기 드럼은 2상 분리기이며, 상기 프로세스는 상부의 가벼운 탄화수소 상 내로 타르를 용해시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
- 에틸렌 플랜트에 있어서,
C6＋C7 방향족이 풍부한 용매 스트림을 현장에서 발생시키기 위한 시스템을 포함하며, 상기 시스템은,
마지막 구획을 포함하는 연속적인 구획들을 가지는 급냉수 분리기 드럼;
일차 연료유 분리 타워; 및
이차 연료유 분리 타워를 포함하고,
상기 급냉수 분리기 드럼은 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 의해 상기 일차 연료유 분리 타워에 연결되며,
상기 일차 연료유 분리 타워의 오버헤드 스트림을 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림에 연결하는 재순환 라인이 존재하고,
상기 일차 연료유 분리 타워의 저부 스트림을 상기 이차 연료유 분리 타워에 연결하는 라인이 존재하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 플랜트. - 제14항에 있어서, 탈부탄기의 C6＋C7이 풍부한 저부 스트림의 일부를 상기 급냉수 분리기 드럼의 마지막 구획으로부터 상기 일차 연료유 분리 타워까지 상기 탄화수소 스트림을 안내하는 라인에 연결하는 구성 스트림을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 플랜트.
- 제14항에 있어서, 상기 급냉수 분리기 드럼은 상부의 가벼운 탄화수소 상 내에 타르를 가지는 2상 분리기인 것을 특징으로 하는 에틸렌 플랜트.
- 제14항에 있어서, 상기 급냉수 분리기 드럼의 공급물 스트림 내에 존재하는 타르는 상기 급냉수 분리기 드럼 내의 탄화수소 상 내에 용해되는 것을 특징으로 하는 에틸렌 플랜트.
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