KR101560605B1 - 도핑된 촉매를 사용한 올레핀의 제조 방법 - Google Patents
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 공정이 제공된다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 산화물의 존재 하에 하나 이상의 코크드-촉매 입자를 유동화하여 유동 혼합물을 제공함으로써 도핑된 촉매가 준비될 수 있다. 코크스의 적어도 일부가 코크드-촉매 입자로부터 제거되어서 재생 촉매 입자를 제공할 수 있다. 하나 이상의 도핑제가 유동 혼합물을 통해 분배되어, 재생 촉매 입자의 표면에 부착되어서 도핑 촉매 입자를 제공할 수 있다. 하나 이상의 탄화수소 공급물이 도핑 촉매 입자와 유동화되어서 분해될 수 있는 반응 혼합물을 제공하여 프로필렌, 에틸렌, 및 부탄을 구비하는 제 1 생성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 올레핀 제조용 촉매의 활성 또는 선택성을 조정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시형태는 탄화수소 처리를 통해 생성된 올레핀 및 촉매의 재생 동안에 하나 이상의 도핑제를 인-시투 첨가 (in - situ addition) 하는 것을 통해 탄화수소 처리용 촉매의 활성 또는 선택성을 선택적으로 조정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
탄화수소 분해는, 제어된 온도, 압력, 및 반응 조건 하에서, 2 이상의 저분자량 탄화수소를 형성하기 위해 중분자량의 하나 이상의 탄소-탄소 결합이 깨지거나 (또는 "분해" 되거나) 또는 수소 전이와 함께 또는 수소 전이 없이, 올레핀 및 방향족 화합물을 포함하는 상이한 분자로 재배열될 수 있는 방법이다. 일반적으로 분해 장치 내의 온도, 압력 및 체류 시간은 원하는 화합물의 생성을 돕기 위해 조정된다. 유동 촉매 분해 장치 (FCC) 에서, 촉매가 적용되어서 바람직한 저분자량 탄화수소의 수율을 증가시키고, 탄화수소 공급원료 조성의 변화를 보상한다. 다양한 첨가제 또는 도핑제가 촉매에 첨가되어서 고성능 또는 선택성이 높은 촉매가 바람직한 도핑된 촉매를 제공할 수 있다.
도핑된 FCC 촉매의 전통적인 제조는, 촉매 및 도핑제가 용액 내에서 균일하게 분산되는 다단계 공정을 포함한다. 촉매를 촉진시키기 위해서 용액에 열이 종종 가해진다. 균일하고 고다공성인 촉매가 생성될 수 있는 동안, 도핑제는 촉매 입자를 통해 다소 균일하게 분산된다. 대안적으로, 고체 촉매가 도핑제를 함유하는 용액으로 분산되어 건조된다. 분해가 촉매 입자의 노출된 표면에서만 발생하기 때문에 (따라서 고다공성 촉매의 소망성), 촉매 매트릭스 내에 깊이 함침되어 있는 도핑제가 분해 공정에서는 이용불가능하다. 도핑제의 공급이 제한되거나, 또는 도핑제가 고가이거나 환경적으로 민감한 경우에, 촉매 매트릭스 내에서 "유실된 (lost)" 도핑제의 양은 촉매의 전체 이용가능성을 제한할 수도 있고, 새로운 촉매의 비용을 극적으로 증가시킬 수도 있거나, 또는 소비된 촉매의 처리 비용을 극적으로 증가시킬 수도 있다.
유입되는 탄화수소 공급원료의 조성이 매우 다양한 경우에, 일정한 최종 생성물을 유지하기 위해서 도핑제의 유형 또는 농도를 조정하는 것이 바람직할 수도 있다. 전통적인 촉매를 이용해, 도핑제가 촉매 매트릭스 내에 함침되어 유지되기 때문에, 공급원료 변화에 대응하여 촉매 및/또는 도핑제를 변화시키는 것은 주로 시스템에서 촉매 충전의 완전환 대체를 요구한다. 이러한 대체는, 특히 탄화수소 공급원료의 가변성이 넓은 기하학적 범위에 걸쳐 흩어진 다중 생성물 영역으로부터의 빈번한 소싱 (sourcing) 으로 인해 증가함에 따라, 불충분하고 비용이 많이 든다.
높은 가변성의 조성물을 갖는 한계 질 (marginal quality) 의 원유 공급원료의 분해에 대한 의존성이 커지면, 이에 따라 FCC 촉매에 사용되는 도핑제의 양 또는 조성을 신속하게 조정하기 위한 방법 및 공정이 필요해진다.
상기에 기재된 본 발명의 특징이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 상기에 간략하게 요약된 본 발명이 실시형태를 참조하여 보다 구체적인 설명될 수도 있고, 실시형태 중 몇몇은 첨부되는 도면에 도시된다. 그러나, 첨부되는 도면은 본 발명의 대표적인 실시형태만을 도시하기 위한 것이어서 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님을 것을 알아야 하고, 본 발명은 다른 동일하게 효과적인 실시형태를 허용할 수도 있다.
도 1 은 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 촉매를 재생하고 도핑하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2 는 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 촉매를 재생하고 도핑하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3 은 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4 는 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 5 는 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 6 은 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2 는 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 촉매를 재생하고 도핑하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3 은 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 4 는 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 5 는 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 6 은 설명된 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시한다.
이제 상세한 설명이 제공될 것이다. 각각의 첨부된 청구항은 각각의 발명을 규정하고, 침해 방지를 위해 청구범위에 기재되는 다양한 구성요소 또는 제한의 등가물을 포함하는 것으로 간주된다. 내용에 따르면, "본 발명" 에 속하는 모든 참조는 어떤 경우에는 특정한 구체적인 실시형태만을 나타낼 수도 있다. 다른 경우에, "본 발명" 에 대한 참조는 전체일 필요는 없지만 하나 이상의 청구항에 명시된 주제를 나타낼 것이다. 이제 각각의 본 발명이 구체적인 실시형태, 변형 및 실시예를 포함하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이지만, 본 발명은 이들 실시형태, 변형 또는 실시예로 한정되는 것이 아니고, 상기 실시형태, 변형 및 실시예는 본 특허의 정보가 이용가능한 정보 및 기술과 결합될 때 당업자들이 본 발명을 만들고 이용할 수 있도록 포함된다.
하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 공정이 제공된다. 하나 이상의 실시형태에서, 도핑된 촉매는 하나 이상의 산화제의 존재 하에 하나 이상의 코크드 (coked) -촉매 입자를 유동화하여 유동 혼합물을 제공함으로써 준비될 수 있다. 코크스의 적어도 일부는 코크드-촉매 입자로부터 제거되어서 재생 촉매 입자를 제공할 수 있다. 하나 이상의 도핑제가 재생 촉매 입자의 표면에 부착되면서 유동 혼합물을 통해 분배되어 도핑된 촉매 입자가 제공될 수 있다. 하나 이상의 탄화수소 공급물이 도핑된 촉매 입자로 유동화되어서 반응 혼합물을 제공할 수 있고, 이 반응 혼합물은 분해되어서 프로필렌, 에틸렌, 및 부탄을 함유하는 제 1 생성물을 제공할 수 있다.
도면을 참조하면, 도 1 은 하나 이상의 실시형태에 따라, 촉매를 재생 및 도핑하기 위한 예시적인 시스템 (100) 을 도시한다. 하나 이상의 실시형태에서, 시스템 (100) 은 유동 촉매 분해 장치 ("FCC") 또는 하나 이상의 라이저 (120), 덕트 (130), 분리 영역 (160), 연소 영역 (180), 및 재생 영역 (190) 을 갖는 다른 적절한 시스템일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (105) 을 통과하는 스팀, 라인 (115) 을 통과하는 탄화수소 공급물 및 라인 (195) 을 통과하는 도핑된 촉매가 하나 이상의 라이저 (120) 로 도입되어서, 유동 혼합물 ("반응 혼합물") 을 형성할 수 있다. 라인 (105) 을 통과하는 스팀 및 라인 (195) 을 통과하는 도핑된 촉매가 도 1 에 도시된 바와 같이 라이저 (120) 로 각각 공급될 수도 있고, 또는 스팀 및 도핑된 촉매가 혼합되어 혼합물로서 라이저 (120) 로 함께 공급될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (105) 을 통과하는 스팀 및 라인 (195) 을 통과하는 도핑된 촉매에 의해 제공되는 라이저 (120) 의 열이 라이저 (120) 로 들어가는 라인 (115) 을 통과하는 탄화수소 공급물을 증발시켜서, 거기서 혼합물 ("반응 혼합물") 을 형성할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 보충 열 및/또는 가열 (firing) 이 하나 이상의 연소 영역 (180) 및/또는 재생 영역 (190) 으로부터 제공되는 폐열을 이용하여 하나 이상의 라이저 (120) 로 제공될 수 있다. 라이저 (120) 내에서, 반응 혼합물 내의 탄화수소는 실질적으로 하나 이상의 탄화수소 및 탄화수소 부산물로 분해되어서 제 1 생성 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라이저 (120) 에 존재하는 탄화수소 부산물의 적어도 일부는 촉매 입자의 표면에 부착되어서, 코크드-촉매 입자를 형성할 수 있다. 이렇게, 라이저 (120) 에 존재하는 제 1 생성 혼합물은 기상 탄화수소, 탄화수소 부산물, 스팀, 및 다른 불활성물에 부유하는 코크드-촉매 입자를 함유할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라이저 (120) 를 통해 유동하는 반응 혼합물의 속도는 약 3 m/sec (10 ft/sec) ~ 약 27 m/sec (90 ft/sec), 약 6.1 m/sec (20 ft/sec) ~ 약 24.4 m/sec (80 ft/sec), 또는 약 9.1 m/sec (30 ft/sec) ~ 약 21.3 m/sec (70 ft/sec) 일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라이저 (120) 에서의 반응 혼합물의 체류 시간은 약 20 초 미만, 약 10 초, 약 8 초, 약 4 초, 또는 약 2 초일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 제 1 생성 혼합물은, 덕트 (130) 를 통해, 크코드-촉매 입자가 기상 탄화수소, 스팀, 및 불활성물로부터 분리될 수 있는 하나 이상의 분리 영역 (160) 으로 유동할 수 있다. 분리 영역 (160) 은 가스의 속도를 감소시키기 위해서 라이저 (120) 또는 덕트 (130) 보다 큰 단면적을 갖는 시스템 (100) 의 구역이어서, 중질 코크드-촉매 입자가 하나 이상의 기상 탄화수소, 스팀, 및 불활성물로부터 분리될 수 있도록 할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 스팀 퍼지 (steam purge) 가 라인 (135) 을 통해 분리 영역 (160) 으로 첨가되어서 코크드-촉매 입자로부터 기상 탄화수소를 분리하는 것, 즉 기상 탄화수소를 고형물로부터 스트리핑하는 것을 조력할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 기상 탄화수소는 라인 (165) 을 통해 분리 영역 (160) 으로부터 제거될 수 있다. 라인 (165) 에 있는 기상 탄화수소는, 탈수 및 분별 증류 등에 의해 더 처리되어서, 하나 이상의 올레핀, 파라핀, 방향족, 이들의 혼합물, 이들의 유도체, 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 (이로 한정되는 것은 아님) 하나 이상의 최종 생성물을 제공할 수 있다. 고형물, 즉 코크드-촉매 입자는 분리 영역 배출부 (170) 를 통해 연소 및 재생 영역 (180, 190) 을 향해 자유낙하할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 연소 및 재생 영역 (180, 190) 내에서, 코크드-촉매 입자는 공기, 산소, 및/또는 산소가 풍부한 공기를 포함하는 (이로 한정되는 것은 아님) 라인 (185) 을 통해 도입되는 하나 이상의 산화제와 혼합될 수 있다. 하나 이상의 산화제는 코크드-촉매 입자에서 탄소성 물질과 반응하여서 촉매 입자의 표면에서 탄소 ("코크스") 를 연소시키거나 태울 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 새로운 미사용 촉매가 라인 (175) 을 통해 연소실 (180), 및/또는 재생 영역 (190) (도시되지 않음) 으로 첨가될 수 있다. 촉매 입자의 표면으로부터의 코크스의 제거는 촉매의 반응 표면을 재노출시켜서, 촉매 입자를 "재생" 시켜, 재사용을 가능하게 할 수 있다. 일산화탄소 및 이산화탄소 등의 연소 부산물은 라인 (197) 을 통해 폐가스로서 시스템 (100) 으로부터 제거될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 재생 영역 (190) 내에서 실질적으로 탈-코크드 (즉, "깨끗한") 촉매 입자, 일산화 탄소, 이산화 탄소, 및 하나 이상의 산화제를 포함하는 유동 혼합물이 라인 (187) 을 통해 도입되는 하나 이상의 도핑제와 혼합될 수 있다. 재생 촉매에 하나 이상의 도핑제를 분산시키고 부착시키는 것이 고온 및 재생 영역 (190) 에 존재하는 난류에 의해 강화될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 재생 영역 (190) 은 약 480 ℃ (900 ℉) ~ 약 900 ℃ (1,650 ℉), 약 590 ℃ (1,100 ℉) ~ 약 815 ℃ (1,500 ℉), 또는 약 650 ℃ (1,200 ℉) ~ 약 815 ℃ (1,500 ℉) 의 온도 범위에서 작동할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 도핑제가 보충 연료, 예컨대 천연 가스와 혼합되어, 라인 (188) 을 통해 재생 영역 (190) 으로 도입될 수 있다. 보충 연료의 사용은 재생 영역 (190) 내에서 추가적인 열을 제공하여서, 추가로 코크드-촉매 입자의 재생을 강화할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 재생 영역 (190) 내의 난류가 유동 혼합물 내의 하나 이상의 도핑제의 완전한 분산을 조력하여서, 하나 이상의 도핑제 사이에서 재생 촉매에서의 반응 표면과의 접촉을 증가시킬 수 있다. 대조적으로, 전통적인 균일하게 도핑된 촉매에 있는 하나 이상의 도핑제는 촉매 입자 내에서 분산된다. 따라서, 재생 촉매 입자의 표면에서 도핑제의 동일한 농도를 달성하기 위해서 더 적은 도핑제가 사용될 수 있다. 또한, 공정 조건 및/또는 탄화 수소 공급물 조성의 변화에 대응하는 도핑제의 변화가 보다 쉽게 달성될 수 있는데, 왜냐하면 촉매 입자 내에, 즉 촉매 입자의 매트릭스 내부에 도핑제가 거의 없거나 없기 때문이다. 예를 들어, 도핑제는 재생 영역 (180) 에 첨가되는 도핑제의 유형 및/또는 조성을 변경함으로써 간단하게 변경될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 적절한 도핑제 또는 첨가제, 또는 2 이상의 도핑제 또는 첨가제의 혼합물의 선택은 라인 (115) 을 통과하는 유입 탄화수소 공급물의 조성, 및/또는 라인 (165) 을 통과하는 촉매 분해 장치에 존재하는 제 1 생성물에 있는 소망하는 기상 탄화수소에 기초할 수 있다. 예를 들어, 마그네슘 또는 바륨 등의 2 족 도핑제의 첨가는 라인 (165) 에 있는 제 1 생성물에서 에틸렌의 생성을 우선적으로 증가시킬 수 있다. 갈륨 등의 13 족 도핑제의 첨가는 라인 (165) 에 있는 제 1 생성물에서 방향족 탄화수소의 생성을 증가시킬 수 있다. 루테늄, 로듐 또는 팔라듐 등의 8, 9, 또는 10 족 도핑제의 첨가는 라인 (165) 에 있는 제 1 생성물에서 프로필렌의 생성을 우선적으로 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 도핑제 또는 첨가제를 갖는 재생 촉매 입자를 함유하는 도핑된 촉매 입자는 라인 (195) 을 통해 하나 이상의 라이저 (120) 로 회수될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 재생 영역 (190) 으로부터의 재생 촉매의 유동은, 공정 온도, 압력, 유동 및/또는 다른 공정 조건으로부터 유도된 파라미터에 기초하여 수동으로 또는 자동으로 조정되거나 제어될 수 있는 하나 이상의 밸브 (110) 를 이용하여 제어될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (195) 을 통해 라이저 (120) 로 원래 도입되는 전체 도핑 촉매의 적어도 90 wt%, 적어도 95 wt%, 적어도 99 wt%, 적어도 99.99 wt%, 적어도 99.9975 wt%, 또는 적어도 99.999 wt% 가 재생되고, 하나 이상의 도핑제로 도핑되어 라이저 (120) 로 재순환될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (115) 에 있는 탄화수소 공급물은 혼합 올레핀, 파라핀, 이들의 혼합물, 및/또는 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 정제소로부터 생길 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 공급물은 원유의 증류로부터 기인한 가스 혼합물일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 11 개 또는 그보다 적은 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 화합물을 함유할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 약 0.1 vol% ~ 5 vol% 의 메탄, 약 0.1 vol% ~ 약 10 vol% 의 에탄, 약 0.1 vol% ~ 약 30 vol% 의 프로판을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 약 0 vol% ~ 약 35 vol% 의 부탄, 및 약 0 vol% ~ 약 20 vol% 의 펜탄 및 중질 탄화수소를 함유할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 적어도 60 wt% 의 C2 ~ C11 올레핀 및 파라핀을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (115) 을 통해 도입된 탄화수소 공급물은 라이저 (120) 로의 도입 전에 예열될 수 있다. 도 1 에는 도시되지 않았지만, 공정 폐열을 이용하는 재생 열 교환기가 탄화수소 공급물을 예열하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물의 온도는 약 370 ℃ (700 ℉) ~ 약 790 ℃ (1,450 ℉), 약 425 ℃ (800 ℉) ~ 약 700 ℃ (1,300 ℉), 또는 약 480 ℃ (900 ℉) ~ 약 700 ℃ (1,300 ℉) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물의 압력은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 3,450 kPa (485 psig), 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 2,750 kPa (385 psig), 또는 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 350 kPa (35 psig) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (115) 을 통해 도입되는 탄화수소 공급물은 하나 이상의 라이저 (120) 로의 도입 전에 부분적으로 또는 완전하게 증발될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 약 10 vol% ~ 약 100 vol%, 약 20 vol% ~ 약 60 vol%, 약 30 vol% ~ 약 60 vol%, 약 40 vol% ~ 약 60 vol%, 또는 약 50 vol% ~ 약 60 vol% 가 증발될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 적어도 약 70 vol% ~ 약 100 vol%, 약 80 vol% ~ 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% ~ 약 100 vol% 증발될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 공급물은 라이저 (120) 로의 도입 전에 최소 80 wt% 가 증발되고, 85 wt% 가 증발되고, 90 wt% 가 증발되고, 95 wt% 가 증발되거나, 또는 약 99 wt% 가 증발될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라이저 (120) 내에서, 압력 및 온도는 수동으로 또는 자동으로 조정되어서 탄화수소 공급물 조성의 변화를 보상하고 하나 이상의 도핑된 촉매의 존재 하에 탄화수소 공급물을 분해함으로써 얻어진 바람직한 탄화수소의 수율을 최대화할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (105) 을 통해 하나 이상의 라이저 (120) 로 도입된 스팀이 포화될 수 있다. 포화 스팀의 압력은 최소 약 1,000 kPa (130 psig), 약 2,000 kPa (275 psig), 약 4,000 kPa (565 psig), 또는 약 6,000 kPa (855 psig) 일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 포화 스팀의 압력은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 8,300 kPa (1,190 psig), 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 4,000 kPa (565 psig), 또는 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 2,000 kPa (275 psig) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (105) 을 통해 하나 이상의 라이저 (120) 로 도입된 스팀은 과열될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 과열된 스팀이 사용되는 경우에, 과열된 스팀의 압력은 최소 약 1,000 kPa (130 psig), 약 2,000 kPa (276 psig), 약 4,000 kPa (565 psig), 또는 약 6,000 kPa (855 psig) 일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 과열된 스팀의 압력은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 8,300 kPa (1,190 psig), 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 4,000 kPa (565 psig), 또는 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 2,000 kPa (275 psig) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 과열된 스팀의 온도는 최소 약 200 ℃ (400 ℉), 약 230 ℃ (450 ℉), 약 260 ℃ (500 ℉), 또는 약 290 ℃ (550 ℉) 일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 스팀은 라인 (115) 을 통한 탄화수소 공급물 속도에 비례하는 속도로 라인 (105) 을 통해 라이저 (120) 로 도입될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 스팀:탄화수소 공급물의 중량비는 약 1:20 ~ 약 50:1, 약 1:20 ~ 약 20:1, 또는 약 1:10 ~ 약 20:1 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 촉매는 하나 이상의 제올라이트, 포제사이트 제올라이트, 개질 포제사이트 제올라이트, Y-형 제올라이트, 초안정 Y-형 제올라이트 (USY), 희토류 교환식 Y-형 제올라이트 (REY), 희토류 교환식 초안정 Y-형 제올라이트 (REUSY), 희토류가 없는 Z-21, Socony Mobil #5 제올라이트 (ZSM-5), 또는 고활성 제올라이트 촉매를 포함할 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 실시형태에서, 촉매:오일의 중량비는 약 5:1 ~ 약 70:1, 약 8:1 ~ 약 25:1, 약 12:1 ~ 약 18:1 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라이저 (120) 로의 도입 전에, 도핑된 촉매의 온도는 약 200 ℃ (400 ℉) ~ 약 815 ℃ (1,500 ℉), 약 200 ℃ (400 ℉) ~ 약 760 ℃ (1,400 ℉), 또는 약 200 ℃ (400 ℉) ~ 약 675 ℃ (1,250 ℉) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 에 있는 제 1 생성물은 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C2, 약 5 wt% ~ 약 60 wt% 의 C3, 약 5 wt% ~ 약 40 wt% 의 C4, 약 5 wt% ~ 약 50 wt% 의 C5 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 에 있는 제 1 생성물의 온도는 약 425 ℃ (800 ℉) ~ 약 815 ℃ (1,500 ℉), 약 450 ℃ (850 ℉) ~ 약 760 ℃ (1,400 ℉), 또는 약 480 ℃ (900 ℉) ~ 약 730 ℃ (1,350 ℉) 의 범위일 수 있다.
도 2 는 하나 이상의 실시형태에 따라 촉매를 재생 및 도핑하기 위한 다른 예시적인 시스템 (200) 을 도시한다. 하나 이상의 실시형태에서, 시스템 (200) 은 하나 이상의 라이저 (120), 분리 영역 (160), 연소 영역 (180), 및 재생 영역 (190) 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 분리 영역 (160) 은 도 2 에 도시된 바와 같이 라이저 (120) 위에 배치될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 분리 영역 (160) 은 분리 영역 (160) 과 하나 이상의 연소 영역 (180) 사이에 유체 연통을 제공할 수 있는 분리 영역 배출부 (170) 를 포함할 수 있다. 분리 영역 배출부 (170) 는 하나 이상의 밸브 (111) 를 포함하여서 공정 온도, 압력, 유동, 및/또는 다른 공정 조건으로부터 유도된 파라미터에 기초하여 연소 영역 (180) 을 향한 코크드-촉매 입자의 유동을 수동으로 또는 자동으로 조정 또는 제어할 수 있다.
상기에 설명된 바와 같이, 라인 (115) 을 통한 탄화수소 공급물, 라인 (105) 을 통한 스팀 및 라인 (195) 을 통한 하나 이상의 도핑된 촉매가 라이저 (120) 로 유도되어, 반응 혼합물을 형성할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 반응 혼합물에 존재하는 탄화수소의 적어도 일부는 하나 이상의 기상 탄화수소 및 하나 이상의 탄화수소 부산물을 형성하기 위해 분해되거나 반응할 수 있다. 라이저 (120) 내의 반응 혼합물에서, 탄화수소 부산물의 적어도 일부가 도핑된 촉매 입자에 부착되어, 코크드-촉매 입자를 형성할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라이저 (120) 에 존재하는 제 1 생성 혼합물은 기상 탄화수소, 탄화수소 부산물, 스팀, 및 다른 불활성물에 부유하는 코크드-촉매 입자를 함유할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 제 1 생성 혼합물은 코크드-촉매 입자가 기상 탄화수소로부터 분리될 수 있는 분리 영역 (160) 으로 도입될 수 있다. 기상 탄화수소는 라인 (165) 을 통해 분리 영역 (160) 으로부터 제거될 수 있고, 분리된 코크드-촉매 입자는 분리 영역 (160) 을 통해 낙하하여, 분리 영역 배출부 (170) 로 갈 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 밸브 (111) 가 분리 영역 배출부 (170) 내에 위치되어 분리 영역 (160) 으로부터 연소 영역 (180) 으로 분리된 코크드-촉매 입자의 유동을 제어할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 새로운 미사용 촉매가 라인 (175) 을 통해 연소 영역 (180), 및/또는 재생 영역 (190) 으로 첨가될 수 있다 (도시되지 않음). 하나 이상의 실시형태에서, 연소 영역(180) 내에서 코크드-촉매 입자는 하나 이상의 산화제와 혼합되고, 라인 (185) 을 통해 도입되고, 연소되어서 촉매 입자의 표면으로부터 코크스를 제거하여, 재생 촉매 입자를 형성할 수 있다.
연소 영역 (180) 에서의 재생 촉매 입자는 재생 영역 (190) 으로 들어갈 수 있는데, 이 재생 영역에서는 하나 이상의 도핑제가 라인 (187) 을 통해 순수하게 첨가되거나, 또는 라인 (188) 을 통해 보충 연료와 혼합될 수 있다. 하나 이상의 도핑제가 촉매 입자의 표면을 가로질러 분산되어서, 도핑된 촉매 입자를 형성하고, 이 도핑된 촉매 입자는 재생 영역 (190) 으로부터 라이저 (120) 로 라인 (195) 을 통해 재순환될 수 있다.
도 3 은 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 예시적인 시스템 (300) 을 도시한다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (115) 을 통한 공급원료가 하나 이상의 분해 장치 (100) 내에서 분해되거나 선택적으로 분리되어서 나프타, 프로필렌, 에틸렌, 부탄, 이들의 혼합물 및 이들의 조합물을 함유하는 제 1 생성물을 라인 (165) 을 통해 제공할 수 있다. 라인 (165) 에 있는 제 1 생성물은 하나 이상의 분별 증류 장치 (305), 처리 유닛 (315), 건조 유닛 (320), 및 분리기 (325, 340, 350, 355, 360, 및 365) 를 이용하여 분별 증류 및/또는 정화되어서 프로필렌, 에틸렌, 프로판, 및 에탄을 포함하는 복합 생성물을 제공할 수 있다. 메탄, 에틸렌, 및 중질 C4 ~ C6 탄화수소를 포함하는 하나 이상의 생성물이 하나 이상의 분해 장치 (100) 에 내부적으로 재순환될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 을 통한 제 1 생성물은 약 425 ℃ (800 ℉) ~ 약 680 ℃ (1,250 ℉), 약 450 ℃ (840 ℉) ~ 약 640 ℃ (1,180 ℉), 또는 약 480 ℃ (900 ℉) ~ 약 595 ℃ (1,110 ℉) 의 온도에서 하나 이상의 분해 장치 (100) 를 나갈 수 있다. 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물은 약 40 wt%, 50 wt%, 또는 60 wt% 의 C2 ~ C10 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물은 약 5 wt% ~ 약 10 wt% 의 C2, 약 10 wt% ~ 약 30 wt% 의 C3, 약 10 wt% ~ 약 30 wt% 의 C4, 및 약 40 wt% ~ 약 90 wt% 의 C5 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 분해 장치 (100) 는 임의의 시스템, 장치 또는 하나 이상의 탄화수소의 촉매 분해에 적합한 시스템 또는 장치의 조합물일 수 있다. 예를 들어, 각각의 분해 장치 (100) 는 촉매 분해 장치, 또는 유동 촉매 분해 장치일 수 있다. 적합한 촉매 분해 장치 및/또는 유동 촉매 분해 장치 ("FCC") 는 제올라이트 촉매 및 형상 선택성 제올라이트 촉매를 포함하는 (이로 한정되는 것은 아님) 촉매 분해에 유용한 임의의 촉매를 적용할 수 있다. 하나 이상의 특정 실시형태에서, 적층형 분리기/재생 장치 FCC 가 이용될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명된 바와 같이 재생 동안에 하나 이상의 도핑제가 촉매에 첨가될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 촉매:오일의 비는 약 5:1 ~ 약 70:1, 약 8:1 ~ 약 25:1, 또는 약 12:1 ~ 약 18:1 일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물은 하나 이상의 분별 증류 장치 (305) 를 이용하여 선택적으로 분리되어서, 라인 (307) 을 통과하는 나프텐 혼합물 및 라인 (309) 을 통과하는 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 올레핀 혼합물은 주요 부분으로 하나 이상의 C2 ~ C10 올레핀 및 소수 부분으로 하나 이상의 C2 ~ C10 파라핀을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 나프텐 혼합물은 C7 ~ C12 탄화수소, 하나 이상의 경질 나프타 및/또는 하나 이상의 중질 나프타를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나프텐 혼합물은 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 C7, 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 C8, 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C9, 및 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C10 ~ C12 탄화수소를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (309) 를 통과하는 올레핀 혼합물은 약 30 wt%, 40 wt%, 또는 50 wt% 의 C4 ~ C10 올레핀을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 올레핀 혼합물은 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 C4, 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 C5, 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C6, 및 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C7 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 분별 증류 장치 (305) 를 나가는 올레핀 혼합물의 압력은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 1000 kPa (145 psig) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (309) 을 통과하는 올레핀 혼합물은 하나 이상의 압축기 (310) 를 이용하여 압축되어서 라인 (312) 을 통과하는 압축된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 올레핀 혼합물을 압축하면 라인 (312) 에 있는 압축된 올레핀 혼합물로부터의 탄화수소로부터의 산소화물 (oxygenate), 산 가스, 물, 또는 이들의 임의의 조합물의 제거가 용이할 수 있다. 라인 (312) 에 있는 압축된 올레핀 혼합물은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 5,000 kPa (725 psig), 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 3,000 kPa (430 psig), 또는 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 1,000 kPa (145 psig) 의 범위의 압력에서 하나 이상의 압축기 (310) 를 나올 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 압축된 올레핀 혼합물은 약 40 ℃ (100 ℉) ~ 약 300 ℃ (570 ℉) 의 온도일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (312) 에 있는 압축된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 처리 유닛 (315) 에서 처리되어서 산소화물, 산 가스, 물, 또는 이들의 임의의 조합물을 제거하여서 라인 (317) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (317) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물은 약 500 ppmv 미만의 황화 수소 ("H2S"), 약 50 ppmv 미만의 H2S, 또는 약 1 ppmv 미만의 H2S 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 처리된 올레핀 혼합물은 약 500 ppmv 미만의 이산화탄소 ("CO2"), 약 100 ppmv 미만의 CO2, 또는 약 50 ppmv 미만의 CO2 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 처리 유닛 (315) 은 임의의 시스템 또는 장치 또는 산소화물, 산 가스, 물, 이들의 유도체, 이들의 혼합물을 제거하기에 적합한 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있고, 이는 탄화수소 정제 분야에서 잘 알려진 것들이다.
라인 (317) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 건조 유닛 (320) 을 이용하여 건조되고, 라인 (322) 을 통과하는 건조된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 라인 (322) 에 있는 건조된 올레핀 혼합물은 100 ppmv 미만의 물, 10 ppmv 미만의 물, 또는 0.1 ppmv 미만의 물을 포함할 수 있다. 건조 유닛 (320) 은 라인 (322) 을 통과하는 건조된 올레핀 혼합물을 제공하기 위한 임의의 시스템 또는 장치 또는 탄화수소로부터 물을 제거하기에 적합한 시스템 및/또는 장치의 조합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 건조 유닛 (320) 은 탄화수소로부터 물을 제거하기 위해 흡습제, 용매, 또는 이들의 임의의 조합물을 사용하는 시스템을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (322) 을 통과하는 건조된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 분리기 ("탈프로판화 장치")(325) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (327) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소를 함유하는 오버헤드, 및 라인 (329) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (327) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소는 약 90 wt%, 95 wt%, 또는 99 wt% 의 C3 및 경질 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (327) 에 있는 오버헤드는 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 C2, 약 20 wt% ~ 약 70 wt% 의 C3, 및 약 0.1 wt% ~ 약 1 wt% 의 수소 ("H2") 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (327) 에 있는 오버헤드는 약 500 kPa ~ 약 2500 kPa 의 범위의 압력에서 탈프로판화 장치 (325) 를 나갈 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (327) 에 있는 오버헤드의 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 1,000 kPa (130 psig) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (329) 에 있는 앙금은 C4 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (329) 에 있는 앙금은 약 90 wt% , 95 wt%, 또는 99 wt% 의 C4 ~ C10 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C4 및 중질 탄화수소는 약 30 wt% ~ 약 80 wt% 의 C4, 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C5, 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C6, 및 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C7 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 탈프로판화 장치 (325) 는 하나 이상의 응축기 및/또는 리보일러 뿐만 아니라 내부 부품을 갖는 컬럼을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 탈프로판화 장치 (325) 는 C4 및 중질 탄화수소로부터 C3 및 경질 탄화수소의 선택적인 분리를 용이하게 하기 위한 패킹 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 탈프로판화 장치 (325) 는 하나 이상의 새들, 볼, 불규칙한 시트, 튜브, 나선형부, 트레이, 및/또는 배플을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탈프로판화 장치 (325) 의 작동 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 2,500 kPa (350 psig) 의 범위일 수 있고, 탈프로판화 장치 (325) 의 작동 온도는 약 -60 ℃ (-75 ℉) ~ 약 100 ℃ (210 ℉) 의 범위일 수 있다.
라인 (329) 을 통과하는 앙금은 하나 이상의 분리기 ("가솔린 스플리터") (365) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 C4 ~ C6 탄화수소를 함유하며 라인 (367) 을 통과하는 오버헤드, 및 C7 및 중질 탄화수소를 함유하며 라인 (369) 을 통과하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (367) 을 통과하는 오버헤드는 부탄 및 이소부탄을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라인 (367) 을 통과하는 오버헤드는 약 50 wt% ~ 약 95 wt% 의 부탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (367) 을 통과하는 오버헤드는 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 이소부탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (367) 을 통과하는 오버헤드는 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 C4 올레핀, 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C5 올레핀, 및 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C6 올레핀을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (367) 에 있는 오버헤드의 전체 또는 일부가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (367) 에 있는 오버헤드의 약 10 wt% ~ 약 100 wt%, 약 20 wt% ~ 약 100 wt%, 약 30 wt% ~ 약 100 wt%, 약 40 wt% ~ 약 100 wt%, 또는 약 45 wt% ~ 약 100 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 가솔린 스플리터 (365) 는 C4 ~ C6 탄화수소를 함유하며 라인 (367) 을 통과하는 오버헤드, 및 C7 및 중질 탄화수소를 함유하며 라인 (369) 을 통과하는 앙금을 제공하기 위한 임의의 장치, 시스템 또는 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하기에 적합한 장치 및/또는 시스템의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 가솔린 스플리터 (365) 는 하나 이상의 응축기 및/또는 리보일러 뿐만 아니라, 내부 부품을 갖는 컬럼을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 실시형태에서, 가솔린 스플리터 (365) 는 C7 및 중질 탄화수소로부터 C6 및 경질 탄화수소의 선택적인 분리를 용이하게 하기 위한 패킹 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 가솔린 스플리터 (365) 는 새들, 볼, 불규칙한 시트, 튜브, 나선형부, 트레이, 및/또는 배플을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 가솔린 스플리터 (365) 의 작동 압력은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 2,500 kPa (350 psig) 의 범위일 수 있고, 작동 온도는 약 20 ℃ (70 ℉) ~ 약 400 ℃ (750 ℉) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (369) 에 있는 C7 및 중질 탄화수소의 전체 또는 임의의 일부가 하나 이상의 가솔린 하이드로트리터 (hydrotreater: 370) 로 도입되어서 안정화되어서 라인 (372) 을 통과하는 처리된 가솔린을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (372) 을 통과하는 처리된 가솔린은 최소 약 70 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 의 C6 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (372) 을 통과하는 처리된 가솔린은 약 75 wt% ~ 약 85 wt% 의 C6, 약 15 wt% ~ 약 25 wt% 의 C7, 또는 약 5 wt% ~ 약 10 wt% 의 C8 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 가솔린 하이드로트리터 (370) 는 혼합 탄화수소를 안정화시키기에 적합한 임의의 시스템 또는 장치 또는 시스템 및/또는 장치의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하이드로트리터 (370) 는 수소로 처리함으로써 가솔린을 안정화시키는 시스템을 포함할 수 있다.
라인 (372) 을 통과하는 처리된 가솔린의 전체 또는 임의의 일부가 하나 이상의 BTX 유닛 (375) 로 도입되어서 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 또는 이들의 임의의 조합물 ("방향족") 을 포함하며 (이로 한정되는 것은 아님) 라인 (379) 을 통과하는 하나 이상의 방향족, 및 라인 (377) 을 통과하는 라피네이트를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (379) 을 통과하는 방향족은 약 40 wt%, 50 wt%, 60 wt%, 70 wt%, 또는 80 wt% 의 BTX 를 포함할 수 있다. BTX 는 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 벤젠, 약 20 wt% ~ 약 60 wt% 의 톨루엔, 및 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 자일렌을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (379) 을 통과하는 방향족의 적어도 일부는 공급원료 라인 (115) 과 결합되어서 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 도 3 에 도시되어 있지는 않지만, 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (379) 을 통과하는 방향족의 적어도 일부는 분해 장치 (100) 로 바로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (379) 을 통과하는 방향족의 적어도 약 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%, 또는 40 wt% 가 라인 (115) 을 통해서 또는 바로 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 적어도 하나의 특정 실시형태에서, 라인 (379) 을 통과하는 방향족의 약 10 wt%, 15 wt%, 또는 20 wt% 가 바로 또는 라인 (115) 을 통해 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 라인 (377) 을 통과하는 라피네이트가 더 처리될 수 있다. 예를 들어, 라피네이트 (377) 의 전부 또는 임의의 일부가 스팀 열분해 분해 장치로 가서 함유된 임의의 올레핀 또는 파라핀 탄화수소를 회수할 수 있다 (도시되지 않음).
탈프로판화 장치 (325) 로 돌아가면, 라인 (327) 을 통과하는 오버헤드는 하나 이상의 압축기 (330) 를 사용하여서 압축되어, 라인 (332) 를 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C3 및 경질 탄화수소를 압축하는 것은 C3 로부터 경질 화합물의 연속적인 분리를 용이하게 할 수 있다. 압축된 C3 및 경질 탄화수소의 압력은, 예컨대, 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 3,500 kPa (490 psig) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (332) 을 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 냉각 트레인 (335) 에서 냉각되어서 라인 (337) 을 통과하는 냉각된 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 라인 (337) 에 있는 냉각된 C3 및 경질 탄화수소의 온도는 약 -40 ℃ (-40 ℉) ~ 40 ℃ (100 ℉) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 특정 실시형태에서, 라인 (337) 에 있는 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 -20 ℃ (-5 ℉) ~ 5 ℃ (40 ℉) 의 온도를 가질 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (337) 을 통과하는 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 분리기 ("탈메탄화 장치") (340) 를 이용하여 선택적으로 분리되어서 라인 (342) 을 통과하는 메탄을 함유한 오버헤드, 및 라인 (344) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소를 함유한 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (342) 을 통과하는 오버헤드는 약 70 mol%, 80 mol%, 또는 90 mol% 의 메탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (344) 을 통과하는 앙금은 약 20 wt% ~ 약 50 wt% 의 C2 및 약 40 wt% ~ 약 80 wt% 의 C3 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (342) 을 통과하는 오버헤드는 약 50 mol% ~ 약 95 mol% 의 메탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탈메탄화 장치 (340) 의 작동 압력은 약 300 kPa (30 psig) ~ 약 1,000 kPa (130 psig) 의 범위일 수 있다. 라인 (344) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소는 약 95 wt% 까지의 C2 ~ C3 를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (342) 에 있는 오버헤드의 전부 또는 임의의 일부는 하나 이상의 압축기 (345) 를 이용하여 압축되어, 라인 (347) 을 통과하는 압축된 메탄을 제공할 수 있고, 이 압축된 메탄은 라인 (115) 을 통해 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 도 3 에는 도시되지 않았지만, 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (347) 을 통과하는 압축된 메탄의 전부 또는 임의의 일부는 분해 장치 (100) 로 바로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (347) 을 통과하는 압축된 메탄의 약 15 vol% ~ 약 35 vol%, 약 20 vol% ~ 약 35 vol%, 약 25 vol% ~ 약 35 vol%, 또는 약 30 vol% ~ 약 35 vol% 가 바로 또는 라인 (115) 을 통해 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 압축기 (345) 를 나가는 압축된 메탄은 약 25 ℃ (80 ℉) ~ 약 200 ℃ (390 ℉) 의 범위의 온도를 가질 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (344) 에 있는 앙금은 하나 이상의 분리기 ("탈에탄화 장치") (350) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (352) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물을 함유하는 오버헤드, 및 라인 (354) 를 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 오버헤드 (352) 는 약 90 mol%, 95 mol%, 또는 99 mol% 의 C2 탄화수소 혼합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (352) 에 있는 오버헤드는 약 5 mol% ~ 약 70 mol% 의 에탄 및 약 30 mol% ~ 약 95 mol% 의 에틸렌을 함유할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (354) 에 있는 앙금은 약 90 mol%, 95 mol%, 또는 99 mol% 의 C3 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (354) 에 있는 C3 탄화수소는 약 5 mol% ~ 약 30 mol% 의 프로판 및 약 70 mol% ~ 약 95 mol% 의 프로필렌을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탈에탄화 장치 (350) 의 작동 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 2,500 kPa (350 psig) 의 범위일 수 있고, 온도는 약 -80 ℃ (-110 ℉) ~ 약 100 ℃ (210 ℉) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (352) 에 있는 오버헤드의 C2 탄화수소 혼합물의 적어도 일부는 하나 이상의 분리기 ("C2 스플리터") (355) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌 생성물 및 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물은 약 90 mol%, 약 95 mol%, 약 99 mol%, 또는 약 99.9 mol% 의 에탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌 생성물은 약 90 mol%, 약 95 mol%, 약 99 mol%, 또는 약 99.9 mol% 의 에틸렌을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌의 전부 또는 임의의 일부는 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 에틸렌 생성물의 적어도 일부를 재순환시키는 것은 하나 이상의 분해 장치 (100) 에서 프로필렌 생성을 억제하여서, 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물 중의 에틸렌 수율을 증가시킬 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌 생성물의 약 10 vol% ~ 약 60 vol%, 약 20 vol% ~ 약 60 vol%, 약 30 vol% ~ 약 60 vol%, 약 40 vol% ~ 약 60 vol%, 또는 약 50 vol% ~ 약 60 vol% 가 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 에틸렌 생성물의 약 60 vol% ~ 약 99 vol%, 약 70 vol% ~ 약 95 vol%, 또는 약 80 vol% ~ 약 90 vol% 가 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (357) 에 있는 에틸렌의 적어도 일부가 최종 생성물로서 제거될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, C2 스플리터 (355) 는 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌 생성물 및 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물을 제공하도록 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하기에 적합한 임의의 장치, 시스템 또는 장치 및/또는 시스템의 조합일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C2 스플리터 (355) 는 내부 부품, 응축기 및/또는 리보일러를 갖는 컬럼을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 실시형태에서, C2 스플리터 (355) 의 작동 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 2,500 kPa (350 psig) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C2 스플리터의 작동 온도는 약 -80 ℃ (-110 ℉) ~ 약 100 ℃ (210 ℉) 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (354) 에 있는 C3 탄화수소를 포함하는 앙금은 하나 이상의 C3 스플리터 (360) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 라인 (362) 을 통과하는 프로필렌 생성물 ("제 2 생성물") 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물은 약 90 mol%, 95 mol%, 99 mol%, 또는 99.9 mol% 의 프로판을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (362) 을 통과하는 프로필렌 생성물은 약 60 wt% ~ 약 99.9 wt% 의 프로필렌을 포함할 수 있다.
C3 스플리터 (360) 는 라인 (362) 을 통과하는 프로필렌 생성물 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물을 제공하도록 C3 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하기에 적합한 임의의 장치, 시스템 또는 장치 및/또는 시스템의 조합일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C3 스플리터 (360) 는 하나 이상의 응축기 및/또는 리보일러 뿐만 아니라 내부 부품을 갖는 컬럼을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 실시형태에서, C3 스플리터 (360) 의 작동 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 2,500 kPa (350 psig) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C3 스플리터의 작동 온도는 약 -100 ℃ (-150 ℉) ~ 약 100 ℃ (210 ℉) 의 범위일 수 있다.
도 4 는 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템 (400) 을 도시한다. 도시된 바와 같이, 라인 (115) 을 통과하는 공급원료가 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 도입되어서 분해되어 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물을 제공할 수 있다. 165 를 통과하는 제 1 생성물은 하나 이상의 분별 증류 장치 (305) 로 도입되어서 라인 (309) 을 통과하는 올레핀 혼합물 및 라인 (307) 을 통과하는 나프텐 혼합물을 제공할 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 탄화수소 ("정유 탄화수소") 가 라인 (401) 을 통해 하나 이상의 분해 장치 (402) 로 도입되어서 분해되어 에틸렌, 프로필렌, 에탄, 프로판 및/또는 부탄을 함유하며 라인 (404) 을 통과하는 생성물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (404) 의 생성물은 하나 이상의 켄치 (quench) 컬럼 (406) 으로 도입되어서 라인 (408) 을 통과하는 켄칭된 생성물을 제공할 수 있다. 라인 (408) 의 켄칭된 생성물은 라인 (309) 에서의 올레핀 혼합물과 결합되어서 라인 (409) 을 통과하는 결합 탄화수소 혼합물을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 각각의 분해 장치 (402) 는 정유 탄화수소를 분해하고 및/또는 선택적으로 분리하기에 적합한 하나 이상의 라이저 또는 분해 영역을 갖는 유동 촉매 라이저형 반응기일 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, "정유 탄화수소" 라는 용어는 가스 오일, 전체 범위 가스 오일, 잔유, 이들의 유도체, 및/또는 이들의 혼합물을 나타낸다. 하나 이상의 실시형태에서, 적어도 두 개의 유동 촉매 분해 장치 (402) 가 평행하게 또는 직렬로 작동할 수 있다. 유동 촉매 분해 장치 (402) 의 라이저 또는 분해 영역의 온도는 약 400 ℃ ~ 약 600 ℃ 의 범위일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (409) 을 통과하는 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 압축기 (310) 를 이용하여 압축되어서 라인 (412) 을 통과하는 압축 혼합물을 제공할 수 있고, 이 압축 혼합물은 하나 이상의 처리 유닛 (315) 을 이용하여 처리되어서 라인 (417) 을 통과하는 처리된 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 처리된 혼합물은 하나 이상의 건조 유닛 (320) 을 이용하여 건조되어서 라인 (422) 을 통과하는 건조 혼합물을 제공할 수 있다. 라인 (422) 을 통과하는 건조 혼합물은 하나 이상의 탈프로판화 장치 (325) 로 도입되어서 선택적으로 분리되어 C3 및 경질 탄화수소를 함유하는 오버헤드 (427) 및 C4 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금 (429) 을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (429) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소가 하나 이상의 가솔린 스플리터 (365) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 C4 ~ C6 탄화수소를 함유하는 오버헤드 (467) 및 C7 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금 (469) 을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 에 있는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부는 분해 장치 (100) 및/또는 라인 (115) 에 있는 탄화수소 공급물로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음). 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소의 약 5 wt%, 약 15 wt%, 약 25 wt%, 약 35 wt%, 약 45 wt%, 약 55 wt%, 또는 약 65 wt% 가 분해 장치 (100) 및/또는 라인 (115) 의 탄화수소 공급물로 재순환될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부가 분해 장치 (402) 및/또는 정유 공급물 (401) 로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음). 예를 들어, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소의 약 55 wt% ~ 약 95 wt%, 약 55 wt% ~ 약 65 wt%, 약 65 wt% ~ 약 75 wt%, 약 75 wt% ~ 약 85 wt%, 또는 약 85 wt% ~ 약 95 wt% 가 분해 장치 (402) 및/또는 정유 공급물 (401) 로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음). 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 20 wt%, 약 20 wt% ~ 약 30 wt%, 약 30 wt% ~ 약 40 wt%, 또는 약 40 wt% ~ 약 50 wt% 가 분해 장치 (402) 및/또는 정유 공급물 (401) 로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음).
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있고 적어도 일부가 분해 장치 (402) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 60 wt%, 약 10 wt% ~ 약 35 wt%, 약 25 wt% ~ 약 45 wt%, 또는 약 35 wt% ~ 약 60 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환되고 잔부는 분해 장치 (402) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소의 약 25 wt% ~ 약 99 wt%, 약 25 wt% ~ 약 55 wt%, 약 45 wt% ~ 약 65 wt%, 약 55 wt% ~ 약 85 wt%, 또는 약 65 wt% ~ 약 100 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환되고 잔부는 분해 장치 (402) 로 재순환될 수 있다. C4 ~C6 탄화수소의 적어도 일부를 분해 장치 (100) 로 재순환하는 것은 방향족 BTX 의 생성을 증가시킬 수 있다. 라인 (467) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소의 적어도 일부를 분해 장치 (402) 로 재순환시키는 것은 분해 장치 (402) 에서 C4 및 고급 화합물의 농도를 증가시킴으로써 프로필렌의 생성을 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (469) 을 통과하며 C7 및 중질 탄화수소를 함유한 가솔린 스플리터 앙금은 하나 이상의 가솔린 하이드로트리터 (370) 를 이용하여 안정되어서 라인 (472) 을 통과하는 처리된 가솔린을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (469) 의 C7 및 중질 탄화수소의 적어도 일부는 재순환 라인 (482) 를 통해 제 2 분해 장치 (402) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (469) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 20 wt%, 약 15 wt% ~ 약 35 wt%, 약 30 wt% ~ 약 55 wt%, 약 50 wt% ~ 약 75 wt%, 또는 약 65 wt% ~ 약 80 wt% 가 재순환 라인 (482) 을 통해 제 2 분해 장치 402) 로 재순환될 수 있다. 제 2 분해 장치 (482) 로 C7 및 중질 탄화수소의 적어도 일부를 재순환시키는 것은 에틸렌의 생성을 증가시킬 수 있다.
라인 (472) 을 통과하는 처리된 가솔린은 하나 이상의 BTX 유닛 (375) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 이들의 혼합물, 또는 이들의 조합물을 포함하며 (이로 한정되는 것은 아님) 라인 (477) 을 통과하는 방향족, 및 라인 (479) 을 통과하는 라피네이트를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (479) 에 있는 라피네이트의 방향족 함량은 약 10 wt% 미만, 5 wt%, 또는 1 wt% 의 BTX 일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (479) 을 통과하는 라피네이트의 전부 또는 임의의 일부는 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (479) 의 라피네이트의 적어도 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 또는 50 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (479) 의 라피네이트의 적어도 70 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다.
탈프로판화 장치 (325) 로 돌아가서, 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (427) 의 C3 및 경질 탄화수소를 함유하는 오버헤드가 하나 이상의 압축기 (330) 를 이용하여 압축되어서 라인 (432) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (432) 을 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소가 하나 이상의 냉각 (chill) 트레인 (335) 을 이용하여 냉각되어서 라인 (439) 을 통과하며 수소를 함유한 오버헤드 및 라인 (437) 을 통과하며 C3 및 경질 탄화수소를 함유한 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 압축된 C3 및 경질 탄화수소를 냉각시키는 것은 라인 (437) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소로부터 라인 (439) 을 통과하는 수소 및 다른 비응축성물의 분리를 더 용이하게 할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (437) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소가 하나 이상의 탈메탄화 장치 (340) 를 이용하여 선택적으로 분리되어서 라인 (442) 을 통과하는 메탄을 함유하는 오버헤드 및 라인 (444) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (442) 을 통과하는 메탄의 전부 또는 임의의 일부가 하나 이상의 압축기 (330) 로 재순환될 수 있다. 라인 (442) 을 통과하는 메탄의 적어도 일부를 재순환시키는 것은 라인 (427) 을 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소를 자동-냉동시켜서 올레핀의 회수를 향상시키고, 또한 변환 프로필렌 생성 공정에서 프로필렌 수율을 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (444) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소를 하나 이상의 탈에탄화 장치 (350) 를 이용하여 선택적으로 분리하여서 라인 (452) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물을 함유하는 오버헤드 및 라인 (454) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 C2 스플리터 (355) 는 라인 (452) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하는데 이용되어서 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌 생성물 및 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 C3 스플리터 (360) 는 라인 (454) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하는데 이용되어서 라인 (362) 을 통과하는 프로필렌 생성물 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물의 전부 또는 임의의 일부가 재순환 라인 (484) 을 통해 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물의 약 60 vol% ~ 약 100 vol%, 약 70 vol% ~ 약 100 vol%, 약 80 vol% ~ 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% ~ 약 100 vol% 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물의 약 70 vol% ~ 약 100 vol%, 약 80 vol% ~ 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% ~ 약 100 vol% 가 라인 (484) 을 통해 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물의 약 15 vol% ~ 약 55 vol%, 약 25 vol% ~ 약 55 vol%, 또는 약 35 vol% ~ 약 55 vol%, 또는 약 45 vol% ~ 약 55 vol% 가 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 적어도 하나의 특정 실시형태에서, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물의 약 15 vol% ~ 약 45 vol%, 약 25 vol% ~ 약 45 vol%, 또는 약 35 vol% ~ 약 45 vol% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다.
도 5 는 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템 (500) 을 도시한다. 하나 이상의 실시형태에서, 각각의 분해 장치 (100) 는, 상이한 공급물 또는 컷 (cut) 을 하나 이상의 올레핀으로 분해하거나 또는 선택적으로 분리하기에 충분한 조건에서 각각 독립적으로 작동되는 두 개 이상의 라이저 또는 영역 (502, 503) 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (501) 을 통과하는 정유 탄화수소 (상기에 규정됨) 가 라이저 또는 제 1 영역 (502) 로 도입될 수 있고, 라인 (115) 을 통과하는 공급원료가 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 도입될 수 있다. 각각의 라이저 또는 분해 영역 (502, 503) 으로부터의 배출물은 결합되어서, 라인 (165) 을 통과하는 탄화수소 혼합물을 형성할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 탄화수소 혼합물은, 상기에 설명된 바와 같이, 하나 이상의 분별 증류 장치 (305), 정화 장치 (315, 320) 및 컬럼 (325, 365, 340, 350, 355, 및 360) 을 이용하여 분별 증류되고 정화되어서 프로필렌, 에틸렌, 프로판 및 에탄을 포함하는 복합 생성물을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물이 하나 이상의 분별 증류 장치 (305) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 라인 (307) 을 통과하는 나프텐 혼합물 및 라인 (509) 을 통과하는 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 나프텐 혼합물은 경질 나프타, 중질 나프타, 나프텐 화합물, 이들의 유도체, 이들의 혼합물, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. 라인 (509) 을 통과하는 올레핀 혼합물은 하나 이상의 압축기 (310) 를 이용하여 압축되어서 라인 (512) 을 통과하는 압축 올레핀 혼합물을 제공할 수 있고, 이 압축 올레핀 혼합물은 하나 이상의 처리 유닛 (315) 을 이용하여 처리되어 라인 (517) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 처리된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 건조 유닛 (320) 으로 도입되어서 라인 (522) 을 통과하는 건조된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (522) 을 통과하는 건조된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 탈프로판화 장치 (325) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 라인 (527) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소를 함유하는 오버헤드, 및 라인 (529) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (529) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소가 하나 이상의 가솔린 스플리터 (365) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 라인 (567) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소를 함유하는 오버헤드 및 라인 (569) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (567) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부가 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 및/또는 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (567) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 60 wt%, 약 10 wt% ~ 약 35 wt%, 약 25 wt% ~ 약 45 wt%, 또는 약 35 wt% ~ 약 60 wt% 가 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환되고 잔부는 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (567) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 약 25 wt% ~ 약 100 wt%, 약 25 wt% ~ 약 55 wt%, 약 45 wt% ~ 약 65 wt%, 약 55 wt% ~ 약 85 wt%, 또는 약 65 wt% ~ 약 99 wt% 가 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환되고 잔부는 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환될 수 있다. 라인 (567) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부를 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환시키는 것은 방향족 (즉, BTX) 의 생성을 증가시킬 수 있다. 라인 (567) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부를 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환시키는 것은 프로필렌의 생성을 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (569) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소의 적어도 일부는 라인 (582) 을 통해 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (569) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 20 wt%, 약 15 wt% ~ 약 35 wt%, 약 30 wt% ~ 약 55 wt%, 약 50 wt% ~ 약 75 wt%, 또는 약 65 wt% ~ 약 80 wt% 가 재순환 라인 (582) 을 통해 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환될 수 있다. 라인 (582) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소의 적어도 일부를 재순환시키는 것은 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 에서의 중질 탄화수소의 농도를 증가시킴으로써 에틸렌의 생성을 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (569) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소는 하나 이상의 가솔린 하이드로트리터 (370) 를 이용하여 안정화되어서 라인 (572) 을 통과하는 처리된 가솔린을 제공할 수 있다. 라인 (572) 을 통과하는 처리된 가솔린 (572) 은 하나 이상의 BTX 유닛 (375) 을 이용하여 선택적으로 분리되어서 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트로부터 라인 (577) 을 통과하는 방향족을 분리할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트의 적어도 일부가 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트에는 방향족이 희박할 수 있다. 예를 들어, 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트는 약 10 wt% 미만, 5 wt%, 또는 1 wt% 의 BTX 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (579) 를 통과하는 라피네이트의 적어도 70 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 가 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환되고 잔부는 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트의 적어도 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 또는 50 wt% 가 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트의 적어도 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 또는 50 wt% 가 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 로 재순환되고 잔부는 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (579) 을 통과하는 라피네이트의 적어도 70 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 가 제 2 라이저 또는 분해 영역 (503) 으로 재순환되고 잔부는 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환될 수 있다.
도 5 에 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (577) 을 통과하는 방향족의 전부 또는 임의의 일부가 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (577) 을 통과하는 방향족의 적어도 20 wt%, 40 wt%, 60 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 가 제 1 라이저 또는 분해 영역 (502) 으로 재순환될 수 있다.
탈프로판화 장치 (325) 로 돌아가서, 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (527) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 압축기 (330) 를 사용하여 압축되어서 라인 (532) 을 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 라인 (532) 을 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 냉각 트레인 (335) 을 이용하여 냉각되고 분리되어서 라인 (539) 을 통과하는 수소 및 비응축성 가스, 이들의 혼합물 및 이들의 조합물을 함유하는 오버헤드, 및 라인 (537) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (537) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소가 하나 이상의 탈메탄화 장치 (340) 로 도입되어서 선택적으로 분리되어 라인 (542) 을 통과하는 메탄을 함유한 오버헤드 및 라인 (544) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (542) 을 통과하는 메탄의 전체 또는 임의의 일부가 하나 이상의 압축기 (330) 의 입구로 재순환될 수 있다. 라인 (542) 을 통과하는 메탄의 적어도 일부를 재순환시키는 것은 라인 (527) 의 압축된 C3 및 경질 탄화수소를 자동냉동시켜서 올레핀의 회수를 증가시키고 변환 프로필렌 생성 공정의 프로필렌 수율을 증가시킬 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (544) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소가 하나 이상의 탈에탄화 장치 (350) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (552) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물을 함유하는 오버헤드 및 라인 (554) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (552) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물이 하나 이상의 C2 스플리터 (355)로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (357) 을 통과하는 에틸렌 생성물 및 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 C3 스플리터 (360) 가 라인 (554) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 선택적으로 분리하는데 이용되어서 라인 (362) 을 통과하는 프로필렌 생성물 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물을 제공할 수 있다.
도 6 은 하나 이상의 실시형태에 따라 하나 이상의 올레핀을 생성하기 위한 다른 예시적인 시스템 (600) 을 도시한다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (115) 을 통과하는 공급원료는 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 도입되어 분해되어서 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 정유 탄화수소 및/또는 경질 탄화수소가 라인 (401) 을 통과하여 유동 촉매 분해 장치 ("FCC") (402) 로 도입되고 분해되어서 라인 (404) 을 통과하는 분해 탄화수소를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 알칸이 라인 (601) 을 통해 하나 이상의 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 도입되어서 라인 (604) 을 통과하는 배출물 ("분해된 알칸") 을 제공할 수 있다. 라인 (604) 을 통과하는 분해된 알칸은 하나 이상의 켄치 컬럼 (606) 을 이용하여 냉각되어서 608 을 통과하는 냉각 배출물을 제공할 수 있다.
도 6 에 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 혼합 탄화수소 공급물이 하나 이상의 예비-분별 증류 장치로 도입될 수 있다. 하나 이상의 예비-분별 증류 장치 내에서, 혼합 탄화수소 공급물은 분별 증류되거나 선택적으로 분리되어서 라인 (115) 의 공급원료의 적어도 일부, 라인 (401) 을 통과하는 하나 이상의 정유 탄화수소 및/또는 경질 탄화수소의 적어도 일부, 및/또는 라인 (601) 을 통과하는 하나 이상의 알칸의 적어도 일부를 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (165) 을 통과하는 제 1 생성물 및 라인 (404) 을 통과하는 분해 탄화수소가 결합되어서 라인 (304) 을 통과하는 제 2 탄화수소 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (304) 의 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 분별 증류 장치 (305) 를 이용하여 분별 증류되어서 609 를 통과하는 올레핀 혼합물 및 라인 (307) 을 통과하는 나프텐 혼합물을 제공할 수 있다. 609 를 통과하는 올레핀 혼합물은 608 을 통과하는 켄칭된 배출물과 결합되고 하나 이상의 정화 장치 (315, 320) 및 컬럼 (325, 365, 340, 355, 및 360) 을 이용하여 정화되어서 프로필렌, 에틸렌, 프로판 및 에탄을 포함하는 복합 생성물을 제공할 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 최종 생성물로부터 분리된 중질 C4 ~ C6 탄화수소가 하나 이상의 분해 장치 (100, 402, 602) 로 재순환될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 분별 증류 장치 (305) 가 제 2 탄화수소 혼합물로부터 중질 나프타, 경질 순환 오일, 슬러리 오일, 또는 이들의 조합물을 제거하여서 라인 (609) 을 통과하는 올레핀 혼합물 및 라인 (307) 을 통과하는 나프텐 혼합물을 회수할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 올레핀 혼합물은 하나 이상의 C2 ~ C10 올레핀을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (307) 을 통과하는 나프텐 혼합물은 약 40 wt% ~ 약 90 wt% 의 C7 ~ C12 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (307) 을 통과하는 나프타는 약 5 wt% ~ 약 40 wt% 의 C7, 약 5 wt% ~ 약 40 wt% 의 C8, 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C9, 또는 약 5 wt% ~ 약 10 wt% 의 C10 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 라인 (609) 을 통과하는 올레핀 혼합물은 하나 이상의 C2 ~ C10 탄화수소의 20 wt% ~ 90 wt% 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 올레핀 혼합물은 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C4, 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C5, 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C6, 및 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C7 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 올레핀 혼합물은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 500 kPa (60 psig) 의 압력에서 분별 증류 장치 (305) 를 나갈 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 정유 및/또는 경질 탄화수소가 약 25 ℃ ~ 약 300 ℃ 의 범위의 온도에서 하나 이상의 유동 촉매 분해 장치 (402) 로 도입될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 정유 및/또는 경질 탄화수소는 분해 전에 약 25 ℃ (80 ℉) ~ 약 200 ℃ (390 ℉) 의 범위의 온도까지 예열될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (601) 을 통해 열분해 분해 장치 (602) 로 도입된 알칸은 두 개 이상의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 파라핀 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 알칸은 하나 이상의 C2 ~ C12 파라핀 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 알칸은 약 25 ℃ ~ 약 200 ℃ 의 온도에서 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 도입될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 알칸은 약 100 kPa (0 psig) ~ 약 2,000 kPa (275 psig) 의 압력에서 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 도입될 수 있다.
라인 (404) 을 통과하는 분해 탄화수소는 50 wt%, 60 wt%, 또는 70 wt% 의 C4 ~ C10 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (404) 의 분해 탄화수소는 약 1 wt% ~ 약 10 wt% 의 C2, 약 1 wt% ~ 약 20 wt% 의 C3, 약 5 wt% ~ 약 25 wt% 의 C4, 약 5 wt% ~ 약 25 wt% 의 C5, 및 약 30 wt% ~ 약 70 wt% 의 C6 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 분해 탄화수소는 약 400 ℃ (750 ℉) ~ 약 600 ℃ (1,110 ℉) 의 온도에서 유동 촉매 분해 장치 (402) 를 나갈 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (601) 을 통과하는 알칸 공급물은 메탄, 에탄, 프로판, 이들의 혼합물 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (601) 을 통과하는 알칸 공급물은 약 70 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 의 C2 ~ C3 알칸을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (601) 을 통과하는 알칸 공급물은 약 100 ℃ (210 ℉) ~ 약 300 ℃ (570 ℉) 의 온도에서 스팀 열분해 분해 장치 (602) 의 대류 영역으로 도입될 수 있다. 알칸 공급물은 스팀 열분해 분해 장치 (602) 의 대류 영역에서 약 400 ℃ (750 ℉) ~ 약 700 ℃ (1,290 ℉) 의 온도까지 가열될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 알칸 공급물은 대류 영역에서 부분적으로 증발될 수 있다. 예를 들어, 알칸 공급물의 약 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, 또는 50 wt% 가 스팀 열분해 분해 장치 (602) 의 대류 영역에서 증발될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (601) 을 통과하는 알칸 공급물의 최소 55 wt%, 65 wt%, 75 wt%, 85 wt%, 95 wt%, 또는 100 wt% 가 스팀 열분해 분해 장치 (602) 의 대류 영역에서 증발될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (608) 의 켄칭된 배출물이 약 20 wt% ~ 약 60 wt% 의 에탄 및 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 프로판을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 켄치 컬럼 (606) 은 라인 (604) 의 분해 탄화수소 혼합물의 온도를 감소시키기에 적합한 임의의 장치, 시스템 또는 시스템 및/또는 장치의 조합일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 분해 탄화수소의 온도를 감소시키는 것은 탄화수소 분해의 속도를 감소 또는 정지시킬 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 켄치 컬럼 (606) 은 분해된 알칸을 위한 표면 영역을 제공하기 위한 패킹 매체 및 열 접촉을 제공하기 위한 열 전달 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패킹 매체는 링, 새들, 볼, 불규칙한 시트, 튜브, 나선형부, 트레이, 배플, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 냉각된 탄화수소가 약 25 ℃ ~ 약 100 ℃ 의 온도에서 라인 (608) 을 통해 켄치 컬럼 (606) 을 나갈 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (608) 을 통과하는 냉각 탄화수소가 라인 (609) 을 통과하는 올레핀 혼합물과 결합되어 하나 이상의 압축기 (310) 를 이용하여 압축될 수 있다. 라인 (612) 을 통과하는 압축 올레핀 혼합물은 약 500 kPa ~ 약 3000 kPa 의 압력에서 하나 이상의 압축기 (310) 를 나갈 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (612) 을 통과하는 압축 올레핀 혼합물의 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 3,000 kPa (420 psig), 또는 약 500 kPa (60 psig) ~ 1,000 kPa (130 psig) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (612) 의 압축 올레핀 혼합물은 약 40 ℃ (100 ℉) ~ 약 300 ℃ (570 ℉) 의 온도에 있을 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (612) 을 통과하는 압축 올레핀 혼합물은 하나 이상의 처리 유닛 (315) 을 이용하여 처리되어서 산소화물, 산 가스, 물, 또는 이들의 임의의 조합물을 제거하여서 라인 (617) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (617) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물은 약 500 ppmv 미만의 H2S, 약 50 ppmv 미만의 H2S, 또는 약 1 ppmv 미만의 H2S 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (617) 의 처리된 올레핀 혼합물은 약 500 ppmv 미만의 CO2, 약 100 ppmv 미만의 CO2, 또는 약 50 ppmv 미만의 CO2 를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (617) 을 통과하는 처리된 올레핀 혼합물은 하나 이상의 건조 유닛 (320) 에서 건조되어서 건조 올레핀 혼합물 (622) 을 제공할 수 있다. 건조 올레핀 혼합물은 약 100 ppmv 미만의 물, 약 10 ppmv 미만의 물, 또는 약 0.1 ppmv 미만의 물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 건조 올레핀 혼합물은 5 ppmv 미만의 물, 1 ppmv 미만의 물, 또는 0.5 ppmv 미만의 물을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (622) 의 건조 올레핀 혼합물은 하나 이상의 탈프로판화 장치 (325) 로 도입되고 선택적으로 분리되어서 라인 (627) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소를 함유하는 오버헤드, 및 라인 (629) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (627) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소는 90 wt%, 95 wt%, 또는 99 wt% 의 C3 및 경질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C3 및 경질 탄화수소는 수소를 포함할 수도 있다. C3 및 경질 탄화수소는 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 C2, 약 20 wt% ~ 약 70 wt% 의 C3, 및 약 0.1 wt% ~ 약 1 wt% 의 H2 를 포함할 수도 있다. 라인 (627) 을 통과하는 C3 및 경질 탄화수소는 약 500 kPa ~ 약 2500 kPa 의 압력에서 탈프로판화 장치 (325) 를 나갈 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (627) 의 C3 및 경질 탄화수소 압력은 약 500 kPa (60 psig) ~ 1,000 kPa (130 psig) 일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (629) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소는 90 wt%, 95 wt%, 또는 99 wt% 의 C4 ~ C10 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (629) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소는 약 30 wt% ~ 약 80 wt% 의 C4, 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C5, 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C6, 및 약 5 wt% ~ 약 20 wt% 의 C7 및 중질 탄화수소를 포함할 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (629) 을 통과하는 C4 및 중질 탄화수소는 하나 이상의 가솔린 스플리터 (365) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~C6 탄화수소를 함유하는 오버헤드, 및 라인 (669) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C7 및 중질 탄화수소는 약 80 wt%, 90 wt%, 또는 95 wt% 의 C4 ~ C6, 및 약 5 wt% ~ 약 80 wt% 의 C7 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C7 및 중질 탄화수소는 약 40 wt% ~ 약 80 wt% 의 C4, 약 5 wt% ~ 약 60 wt% 의 C5, 약 1 wt% ~ 약 30 wt% 의 C6, 및 약 1 wt% ~ 약 20 wt% 의 C7, 및 약 1 wt% ~ 약 10 wt% 의 C8 및 중질 탄화수소를 포함할 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부는 분해 장치 (100) 로 바로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 약 55 wt% ~ 약 65 wt%, 약 65 wt% ~ 약 75 wt%, 약 75 wt% ~ 약 85 wt%, 또는 약 85 wt% ~ 약 95 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 20 wt%, 약 20 wt% ~ 약 30 wt%, 약 30 wt% ~ 약 40 wt%, 또는 약 40 wt% ~ 약 50 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 적어도 일부가 라인 (115) 을 통과하는 공급원료와 결합될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 약 10 wt% ~ 약 20 wt%, 약 20 wt% ~ 약 30 wt%, 약 30 wt% ~ 약 40 wt%, 또는 약 40 wt% ~ 약 50 wt% 가 라인 (115) 을 통과하는 공급원료와 결합될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소의 약 5 wt% ~ 약 35 wt%, 약 15 wt% ~ 약 55 wt%, 약 45 wt% ~ 약 70 wt%, 약 60 wt% ~ 약 85 wt%, 또는 약 75 wt% ~ 약 100 wt% 가 라인 (115) 을 통과하는 공급원료와 결합될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소는 부탄 및 이소부탄을 포함할 수 있다. C4 ~ C6 탄화수소는 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 부탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C4 ~ C6 탄화수소는 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 이소부탄을 포함할 수 있다. 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소는 약 50 wt% ~ 약 90 wt% 의 C4 ~ C6 올레핀을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (667) 을 통과하는 C4 ~ C6 탄화수소는 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 C4 올레핀, 약 10 wt% ~ 약 50 wt% 의 C5 올레핀, 및 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 C6 올레핀을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (669) 을 통과하는 C7 및 중질 탄화수소는 하나 이상의 가솔린 하이드로트리터 (370) 를 이용하여 안정화되어 라인 (672) 을 통과하는 처리된 가솔린을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 처리된 가솔린은 약 70 wt%, 80 wt%, 또는 90 wt% 의 C6 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 처리된 가솔린은 약 75 wt% ~ 약 85 wt% 의 C6, 약 15 wt% ~ 약 25 wt% 의 C7, 및 약 5 wt% ~ 약 10 wt% 의 C8 및 중질 탄화수소를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (672) 의 처리된 가솔린은 하나 이상의 벤젠/톨루엔/자일렌 ("BTX") 유닛 (375) 을 이용하여 선택적으로 분리되어 라인 (679) 을 통과하는 방향족, 및 라인 (677) 을 통과하는 라피네이트를 분리할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (679) 의 방향족 농도는 약 40 wt%, 약 50 wt%, 약 60 wt%, 약 70 wt%, 또는 약 80 wt% 의 BTX 를 포함할 수 있다. 방향족은 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 벤젠, 약 20 wt% ~ 약 60 wt% 의 톨루엔, 및 약 10 wt% ~ 약 40 wt% 의 자일렌을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (679) 을 통과하는 방향족의 적어도 일부가 하나 이상의 분해 장치 (100) (도 6 에는 도시되지 않음) 로 바로 재순환되거나, 라인 (115) 을 통해 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 방향족의 약 10 wt%, 약 20 wt%, 약 30 wt%, 또는 약 40 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 적어도 하나의 특정 실시형태에서, 방향족의 약 10 wt%, 약 15 wt%, 또는 약 20 wt% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (677) 을 통과하는 라피네이트에는 방향족이 희박할 수 있다. 예를 들어, 라피네이트는 약 40 wt% 미만, 30 wt%, 20 wt%, 또는 10 wt% 의 BTX 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (677) 의 라피네이트의 적어도 일부는 스팀 열분해 분해 장치 (602) (도 6 에는 도시되지 않음) 으로 바로 재순환되거나, 라인 (601) 의 알칸 공급물을 통해 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라피네이트의 적어도 약 20 wt%, 약 30 wt%, 약 40 wt%, 또는 약 50 wt% 가 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (677) 의 라피네이트의 약 70 wt%, 약 80 wt%, 또는 약 90 wt% 가 라인 (601) 의 알칸 공급물을 통해 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다.
탈프로판화 장치 (325) 로 돌아가서, 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (627)을 통과하여 나가는 C3 및 경질 탄화수소가 하나 이상의 압축기 (330) 를 이용하여 압축될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, C3 및 경질 탄화수소를 압축하는 것은 라인 (627) 을 통해 중질 탄화수소로부터의 경질 탄화수소의 분리를 용이하게 할 수 있다. 라인 (632) 을 통해 하나 이상의 압축기 (330) 를 나가는 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 3,500 kPa (490 psig) 의 압력을 가질 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 약 500 kPa (60 psig) ~ 약 1,500 kPa (200 psig) 의 압력에서 하나 이상의 압축기 (330) 를 나갈 수 있다. 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 약 5 ℃ (40 ℉) ~ 약 100 ℃ (210 ℉) 의 온도에서 하나 이상의 압축기 (330) 를 나갈 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (632) 을 통과하는 압축된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 냉각 트레인 (335) 을 이용하여 냉각되어서 라인 (637) 을 통과하는 냉각된 C3 및 경질 탄화수소를 제공할 수 있다. 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 약 -40 ℃ (-40 ℉) ~ 약 40 ℃ (100 ℉) 의 온도에서 하나 이상의 냉각 트레인 (335) 을 나갈 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 약 -20 ℃ (-5 ℉) ~ 약 5 ℃ (40 ℉) 의 온도일 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 냉각된 C3 및 경질 탄화수소는 하나 이상의 탈메탄화 장치 (340) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (642) 을 통과하는 메탄을 함유한 오버헤드 및 라인 (644) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소를 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (642) 의 탈메탄화 장치 오버헤드는 약 50 wt% ~ 약 95 wt% 의 메탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (642) 의 오버헤드는 약 70 wt%, 약 80 wt%, 또는 약 90 wt% 의 메탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (642) 의 오버헤드의 압력은 약 300 kPa (30 psig) ~ 약 1,000 kPa (130 psig) 의 범위일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (644) 의 탈메탄화 장치 앙금은 약 20 wt% ~ 약 50 wt% 의 C2 및 약 40 wt% ~ 80 wt% 의 C3 를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (642) 을 통과하는 메탄은 라인 (115) 을 통해 분해 장치 (100) 로 바로 재순환될 수 있다 (도 6 에는 도시되지 않음). 하나 이상의 실시형태에서, 탈메탄화 장치 (340) 를 나가는 메탄은 하나 이상의 압축기 (345) 를 이용해 압축되어서 도시된 바와 같이, 라인 (647) 을 통과하는 압축 메탄을 제공할 수 있고, 이 압축 메탄은 라인 (115) 을 통해 하나 이상의 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (642) 을 통과하는 메탄의 약 15 vol% ~ 약 35 vol%, 약 20 vol% ~ 약 35 vol%, 약 25 vol% ~ 약 35 vol%, 또는 약 30 vol% ~ 약 35 vol% 가 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다. 라인 (647) 을 통과하는 압축 메탄은 약 100 kPa ~ 약 1000 kPa 의 압력, 및 약 25 ℃ ~ 200 ℃ 의 온도일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (642) 의 메탄의 적어도 일부가 최종 생성물로서 라인 (642) 을 통과하여 제거될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (644) 을 통과하는 C2 및 C3 탄화수소가 하나 이상의 탈에탄화 장치 (350) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (652) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물을 함유하는 오버헤드 및 라인 (654) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물을 함유하는 앙금을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (652) 의 오버헤드는 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 C2 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (652) 의 오버헤드는 약 5 wt% ~ 약 70 wt% 의 에탄 및 약 30 wt% ~ 약 95 wt% 의 에틸렌을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (654) 의 앙금은 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 C3 를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (654) 의 앙금은 약 5 wt% ~ 약 30 wt% 의 프로판 및 약 70 wt% ~ 약 95 wt% 의 프로필렌을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (652) 을 통과하는 C2 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 C2 스플리터 (355) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (357) 을 통과하는 오버헤드 ("에틸렌 생성물") 및 라인 (359) 을 통과하는 앙금 ("에탄 생성물") 을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (357) 의 에틸렌 생성물은 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 에틸렌을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (357) 의 에틸렌 생성물은 약 95 wt%, 약 99 wt%, 또는 약 99.9 wt% 의 에틸렌을 포함할 수 있다. 라인 (359) 의 에탄 생성물은 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 에탄을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (359) 의 에탄 생성물은 약 95 wt%, 약 99 wt%, 또는 약 99.9 wt% 의 에탄을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (654) 을 통과하는 C3 탄화수소 혼합물은 하나 이상의 C3 스플리터 (360) 로 도입되어 선택적으로 분리되어서 라인 (362) 을 통과하는 오버헤드 ("프로필렌 생성물" 또는 "제 2 생성물") 및 라인 (364) 을 통과하는 앙금 ("프로판 생성물") 을 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (364) 의 프로판 생성물은 약 90 wt%, 약 95 wt%, 또는 약 99 wt% 의 프로판을 포함할 수 있다. 라인 (362) 의 프로필렌 생성물은 약 80 wt%, 약 90 wt%, 또는 약 95 wt% 의 프로필렌을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (362) 을 통과하는 프로필렌 생성물의 전체 또는 임의의 일부가 라인 (663) 을 통해 라인 (115) 의 탄화수소 공급물 및/또는 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음). 라인 (115) 의 탄화수소 공급물을 통과해 분해 장치 (100) 로 프로필렌의 적어도 일부를 재순환시키는 것은 하나 이상의 분해 장치 (100) 에서 프로필렌 생성을 억제하여서, 에틸렌 수율을 우선적으로 증가시킬 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (362) 의 프로필렌 생성물의 약 10 vol% ~ 약 60 vol%, 약 20 vol% ~ 약 60 vol%, 약 30 vol% ~ 약 60 vol%, 약 40 vol% ~ 약 60 vol%, 또는 약 50 vol% ~ 약 60 vol% 가 라인 (663) 을 통해 라인 (115) 의 탄화수소 공급물 및/또는 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음). 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (362) 의 프로필렌 생성물의 약 60 vol% ~ 약 100 vol%, 약 70 vol% ~ 약 100 vol%, 약 80 vol% ~ 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% ~ 약 100 vol% 가 라인 (663) 을 통해 라인 (115) 의 탄화수소 공급물 및/또는 분해 장치 (100) 로 재순환될 수 있다 (도시되지 않음).
하나 이상의 실시형태에서, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물의 전부 또는 임의의 일부가 라인 (601) 의 알칸 공급물을 통해 하나 이상의 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물의 전부 또는 임의의 일부가 라인 (601) 의 알칸 공급물을 통해 하나 이상의 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물의 약 60 vol% ~ 약 100 vol%, 약 70 vol% ~ 약 100 vol%, 약 80 vol% ~ 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% ~ 약 100 vol% 및 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물의 약 70 vol% ~ 약 100 vol%, 약 80 vol% ~ 약 100 vol%, 또는 약 90 vol% ~ 약 100 vol% 가 하나 이상의 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 바로 또는 라인 (601) 의 알칸 공급물을 통해 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (364) 을 통과하는 프로판 생성물의 약 15 vol% ~ 약 55 vol%, 약 25 vol% ~ 약 55 vol%, 약 35 vol% ~ 약 55 vol%, 또는 약 45 vol% ~ 약 55 vol% 가 하나 이상의 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (359) 을 통과하는 에탄 생성물의 약 15 vol% ~ 약 45 vol%, 약 25 vol% ~ 약 45 vol%, 또는 약 35 vol% ~ 약 45 vol% 가 하나 이상의 스팀 열분해 분해 장치 (602) 로 재순환될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 라인 (359) 의 에탄 생성물의 적어도 일부가 최종 생성물로서 제거될 수 있다.
실시예
상기의 설명은 이하의 비제한적인 실시예를 참조하여 더 설명될 수 있다. 이하의 실시예에서, 갈륨-함유 도핑제, 구체적으로 건조 갈륨 니트레이트가 FCC 재생 영역으로 첨가되었다. 탄화수소 공급물을 위해 헵텐이 사용되었다. 갈륨 도핑 촉매를 이용하는 분해 작업이 약 2 일 동안 작업되었다. 촉매 재고량은 4,000 g 이었고 촉매 속도는 20,000 g/hr 였다. 탄화수소 공급물 속도는 약 1,000 g/hr 에서 유지되었다. 탄화수소 분압은 1 평방 인치 당 약 25 파운드의 절대 압력 (psia) 이었다. 갈륨 투여 속도는 ZSM-5 촉매에서 갈륨 니트레이트로서 30 g 또는 갈륨으로서 0.2% 과 등가로 유지되었다. 갈륨이 첨가되지 않은 동일한 공정과 비교하여 재생 장치에 갈륨을 첨가한 결과가 표 1 에 요약된다.
표 1 에 사용된 바와 같이, 용어 "P/I/O/N/A" 는 이하의 성분의 상대 비율 (중량) 을 나타낸다: 파라핀 (P), 이소파라핀 (I), 올레핀 (O), 나프탈렌 (N), 및 방향족 (A).
표 1 에 도시된 바와 같이, 에틸렌 수율이 가격 경쟁 시장에서 상당한 양인 약 10 % 만큼 증가했고, 프로필렌 수율은 거의 동일했다. 그러나, 놀랍게도, 방향족 수율은 약 46 % 만큼 증가했다.
한 세트의 수치적 상한 및 한 세트의 수치적 하한을 이용하여 특정 실시형태 및 특징이 설명되었다. 달리 언급되지 않는 한 임의의 하한으로부터 임의의 상한까지의 범위를 상정할 수ㅋ 있음을 이해해야 한다. 특정 하한, 상한 및 범위가 하기 1 이상의 청구항에 기재되어 있다. 모든 수치적인 값은 "약" 또는 "대략적으로" 나타낸 값이고, 본 기술분야의 당업자가 예상하는 실험적인 오차 및 편차를 고려한 것이다.
다양한 용어를 위에서 규정하였다. 청구항에서 사용된 용어가 위에서 규정되지 않은 범위에서는, 본 기술분야의 당업자가 적어도 하나의 특허공개공보 또는 특허공보에서 사용한 그 용어의 가장 넓은 정의로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 출원에서 인용된 모든 특허, 시험 절차, 및 다른 문헌은 본 출원에 모순되지 않는 한도에서 그리고 그러한 문헌이 허용되는 권한에서 참조로써 인용된다.
전술한 내용은 본 발명의 실시형태에 대한 것이지만, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 다른 실시형태를 생각할 수 있으며, 본 발명의 범위는 하기 청구항에 의해 결정된다.
Claims (20)
- 다음과 같은 일련의 과정을 포함하는 탄화수소 분해 촉매를 도핑하는 단계로서,
하나 이상의 산화제의 존재 하에 하나 이상의 코크드-촉매 입자를 유동화시켜서 유동 혼합물을 제공하는 것;
하나 이상의 코크드-촉매 입자로부터 코크스의 적어도 일부를 제거하여서 유동 혼합물 내에 재생 촉매 입자를 제공하는 것;
유동 혼합물에 하나 이상의 도핑제를 분배하는 것; 및
재생 촉매 입자의 표면에 하나 이상의 도핑제를 부착하여서 재생된 도핑 촉매 입자를 제공하는 것을 포함하는
탄화수소 분해 촉매를 도핑하는 단계,
하나 이상의 탄화수소 공급물 및 도핑 촉매 입자를 구비하는 반응 혼합물을 형성하는 단계, 및
반응 혼합물의 적어도 일부를 분해하여서 프로필렌, 에틸렌, 및 부탄을 구비하는 제 1 생성물을 제공하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 생성물의 적어도 일부를 선택적으로 분리하여 프로필렌을 구비하는 제 2 생성물 및 부탄을 구비하는 제 1 재순환물을 제공하는 단계, 및
탄화수소 공급물을 분해하기 전에 상기 제 1 재순환물의 적어도 일부를 탄화수소 공급물에 재순환시키는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 도핑제는 마그네슘, 바륨, 갈륨, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 도핑제의 도입 전에 유동 촉매 혼합물의 온도를 480 ℃ (900 ℉) 이상으로 증가시키는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄화수소 분해 촉매는 하나 이상의 제올라이트, 포제사이트 제올라이트, 개질 포제사이트 제올라이트, Y-형 제올라이트, 초안정 Y-형 제올라이트 (USY), 희토류 교환식 Y-형 제올라이트 (REY), 희토류 교환식 초안정 Y-형 제올라이트 (REUSY), 희토류가 없는 Z-21, Socony Mobil #5 제올라이트 (ZSM-5), 고활성 제올라이트 촉매, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄화수소 공급물은 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 및 펜탄을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 다음과 같은 일련의 과정을 포함하는 탄화수소 분해 촉매를 도핑하는 단계로서,
하나 이상의 산화제의 존재 하에 하나 이상의 코크드-촉매 입자를 유동화시켜서 유동 혼합물을 제공하는 것;
하나 이상의 코크드-촉매 입자로부터 코크스의 적어도 일부를 제거하여서 유동 혼합물 내에 재생 촉매 입자를 제공하는 것;
유동 혼합물에 하나 이상의 도핑제를 분배하는 것; 및
재생 촉매 입자의 표면에 하나 이상의 도핑제를 부착하여서 재생된 도핑 촉매 입자를 제공하는 것을 포함하는
탄화수소 분해 촉매를 도핑하는 단계,
하나 이상의 탄화수소 공급물 및 도핑 촉매 입자를 구비하는 반응 혼합물을 형성하는 단계,
제 1 반응 영역에서 반응 혼합물의 적어도 일부를 분해하여서 프로필렌, 에틸렌, 및 부탄을 구비하는 제 1 생성물을 제공하는 단계, 및
제 2 반응 영역에서 가스 오일, 전체 범위 가스 오일, 잔유, 또는 이들의 혼합물을 구비하는 정유 탄화수소를 분해하여서 에틸렌, 프로필렌, 또는 이들의 조합물을 구비하는 분해된 탄화수소를 제공하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 반응 영역은 유동 촉매 분해 장치에서 제 1 온도 및 제 1 압력에서 작동하는 제 1 라이저이고, 상기 제 2 반응 영역은 상기 유동 촉매 분해 장치에서 제 2 온도 및 제 2 압력에서 작동하는 제 2 라이저이며, 상기 제 1 생성물 및 분해 탄화수소는 상기 유동 촉매 분해 장치 내에서 결합되는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 반응 영역은 제 1 유동 촉매 분해 장치에서 제 1 온도 및 제 1 압력에서 작동하는 제 1 라이저이고, 상기 제 2 반응 영역은 제 2 유동 촉매 분해 장치에서 제 2 온도 및 제 2 압력에서 작동하는 제 1 라이저이며, 상기 제 1 생성물 및 분해 탄화수소는 상기 제 1 유동 촉매 분해 장치 및 제 2 유동 촉매 분해 장치의 외부에서 결합되는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 도핑제는 마그네슘, 바륨, 갈륨, 루테늄, 로듐, 팔라듐 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 도핑제를 도입하기 전에 유동 촉매 혼합물의 온도를 480 ℃ (900 ℉) 이상으로 증가시키는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 탄화수소 분해 촉매는 하나 이상의 제올라이트, 포제사이트 제올라이트, 개질 포제사이트 제올라이트, Y-형 제올라이트, 초안정 Y-형 제올라이트 (USY), 희토류 교환식 Y-형 제올라이트 (REY), 희토류 교환식 초안정 Y-형 제올라이트 (REUSY), 희토류가 없는 Z-21, Socony Mobil #5 제올라이트 (ZSM-5), 고활성 제올라이트 촉매, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 탄화수소 공급물 중의 적어도 하나는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 및 펜탄을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 다음과 같은 일련의 과정을 포함하는 탄화수소 분해 촉매를 도핑하는 단계로서,
하나 이상의 산화제의 존재 하에 하나 이상의 코크드-촉매 입자를 유동화시켜서 유동 혼합물을 제공하는 것;
하나 이상의 코크드-촉매 입자로부터 코크스의 적어도 일부를 제거하여서 유동 혼합물 내에 재생 촉매 입자를 제공하는 것;
유동 혼합물에 하나 이상의 도핑제를 분배하는 것; 및
재생 촉매 입자의 표면에 하나 이상의 도핑제를 부착하여서 재생된 도핑 촉매 입자를 제공하는 것을 포함하는
탄화수소 분해 촉매를 도핑하는 단계,
하나 이상의 탄화수소 공급물 및 도핑 촉매 입자를 구비하는 반응 혼합물을 형성하는 단계,
제 1 분해 장치에서 반응 혼합물의 적어도 일부를 분해하여서 프로필렌, 에틸렌, 및 부탄을 구비하는 제 1 생성물을 제공하는 단계, 및
제 2 분해 장치에서 가스 오일, 전체 범위 가스 오일, 잔유, 또는 이들의 혼합물을 구비하는 정유 탄화수소를 분해하여서 에틸렌, 프로필렌, 또는 이들의 조합물을 구비하는 분해된 탄화수소를 제공하는 단계, 및
제 3 분해 장치에서 하나 이상의 알칸을 분해하여서 에틸렌 및 프로필렌을 구비하는 배출물을 제공하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
제 1 생성물과 분해된 탄화수소를 결합하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계,
상기 제 1 혼합물의 적어도 일부를 선택적으로 분리하여서 프로필렌을 구비하는 제 2 생성물 및 부탄을 구비하는 제 1 재순환물을 제공하는 단계, 및
상기 제 1 재순환물의 적어도 일부를 제 1 생성물에 재순환시키는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 혼합물을 선택적으로 분리하기 전에 배출물과 제 1 혼합물을 결합시키는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서, 하나 이상의 도핑제는 마그네슘, 바륨, 갈륨, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서, 하나 이상의 도핑제를 도입하기 전에 유동 촉매 혼합물의 온도를 480 ℃ (900 ℉) 이상으로 증가시키는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 탄화수소 분해 촉매는 하나 이상의 제올라이트, 포제사이트 제올라이트, 개질 포제사이트 제올라이트, Y-형 제올라이트, 초안정 Y-형 제올라이트 (USY), 희토류 교환식 Y-형 제올라이트 (REY), 희토류 교환식 초안정 Y-형 제올라이트 (REUSY), 희토류가 없는 Z-21, Socony Mobil #5 제올라이트 (ZSM-5), 고활성 제올라이트 촉매, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 탄화수소 공급물 중 적어도 하나는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 및 펜탄을 포함하는, 하나 이상의 올레핀의 제조 방법.
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