特表 2023-554684 炭化水素を水蒸気分解するシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-28

(54)【発明の名称】炭化水素を水蒸気分解するシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   C10G 9/36 20060101AFI20231221BHJP

   C10G 45/02 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

C10G9/36

C10G45/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023538023

(86)(22)【出願日】2021-11-24

(85)【翻訳文提出日】2023-08-21

(86)【国際出願番号】 IB2021060935

(87)【国際公開番号】W WO2022136976

(87)【国際公開日】2022-06-30

(31)【優先権主張番号】63/128,263

(32)【優先日】2020-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508171804

【氏名又は名称】サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】ファラジャデ・ビバラン，サファ

(72)【発明者】

【氏名】フリッセン，マーティン

【テーマコード（参考）】

4H129

【Ｆターム（参考）】

4H129AA01

4H129CA22

4H129DA03

4H129DA15

4H129FA02

4H129FA12

4H129NA40

4H129NA45

(57)【要約】

炭化水素ストリームを水蒸気分解するシステムおよび方法が開示されている。前記方法は、水蒸気分解炉の対流部内にポリマー複合材管を含むスチームクラッカー内で炭化水素ストリームを水蒸気分解することを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭化水素ストリームを処理する方法であって、
一つ以上のポリマー複合材管を含む対流部を備えているスチームクラッカー内で前記炭化水素ストリームを水蒸気分解することを含む、方法。

【請求項2】

熱分解油ストリームを処理する方法であって、
精製ユニット内で前記熱分解油ストリームからヘテロ原子汚染物を除去して、精製された熱分解油を生成することと、
一つ以上のポリマー複合材管を含む対流部を備えているスチームクラッカー内で、精製された前記熱分解油ストリームを水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することと、を含む方法。

【請求項3】

前記対流部は、前記スチームクラッカーのフィードプレヒータを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記フィードプレヒータは、１４０～２６０℃の温度で作動される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記フィードプレヒータは、前記スチームクラッカーの放射部内で生成された煙道ガスによって加熱される、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記ポリマー複合材管は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）またはこれらの組合せを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項7】

前記ポリマー複合材管は、２０～３００℃の動作温度限界を有する、請求項２に記載の方法。

【請求項8】

前記精製ユニットは、吸着ユニット、水素化処理ユニットを備える、請求項２に記載の方法。

【請求項9】

前記熱分解油は、１０重量％を超える不飽和分子を含む、請求項２に記載の方法。

【請求項10】

前記ポリマー複合材管は、前記スチームクラッカー内の不飽和分子のファウリングを軽減するように構成される、請求項２に記載の方法。

【請求項11】

前記スチームクラッカーの前記対流部は、フィードプレヒータバンクと、上方混合プレヒータバンクと、下方混合プレヒータバンクとを備える、請求項２に記載の方法。

【請求項12】

熱分解油ストリームを処理する方法であって、
精製ユニット内で前記熱分解油ストリームからヘテロ原子汚染物を除去して、精製された熱分解油を生成することと、
一つ以上のポリマー複合材管を含むフィードプレヒータを備えるスチームクラッカー内で、精製された前記熱分解油ストリームを水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
この出願は、２０２０年１２月２１日に出願された米国仮特許出願第６３／１２８，２６３号に対して優先権の利益を主張するものであり、この特許は、参照によってその内容全体を本願明細書に組み込んだものとする。

【0002】

本発明は、一般に、炭化水素を水蒸気分解するシステムおよび方法に関する。より具体的には、本発明は、対流部内でポリマー複合材管を用いるスチームクラッキングユニットを用いて炭化水素を水蒸気分解するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0003】

スチームクラッキング（水蒸気分解）は、化学産業において、軽質オレフィンや他の高価値の化学製品を製造するための、最も一般的に用いられているプロセスのうちの一つである。水蒸気分解プロセスにおいて、分解される原料および高圧蒸気は、煙道ガスから原料および高圧蒸気への間接的な対流熱伝達を介して、一連のチューブバンドルを備えている対流部で予熱される。そして、予熱された原料中の炭化水素と蒸気混合物は、スチームクラッカーの放射部内で分解される。

【0004】

分解炉の対流部は、液体原料の処理中にファウリングに頻繁に悩まされる。対流部におけるファウリングの正確なメカニズムはいまだ解明されていないが、ファウリングは、微粒子、ヘテロ原子および不飽和化合物（例えば、オレフィンおよびジオレフィン）を含むさまざまなパラメータによって引き起こされる可能性がある。炉の操業を維持するために、対流部でのファウリングは、定期的に除去される必要があり、このことにより、一定の労力がかかり、生産時間が少なくなる。このため、対流部におけるファウリングの防止および軽減により、スチームクラッカーの生産効率を著しく向上させることができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

全般的に見れば、スチームクラッカーのファウリングを除去するシステムおよび方法が存在するが、従来のシステムおよび方法に伴う上述した欠点を考慮すると、この分野における改良に対する必要性が残存している。

【課題を解決するための手段】

【0006】

炭化水素、特に液体炭化水素を水蒸気分解するシステムおよび方法に付随する上述した問題に関する解決策が見出されている。前記解決策は、対流部にポリマー複合材管を備えているスチームクラッキングユニット（水蒸気分解ユニット）にある。

【0007】

これは、管を形成するのに用いられるポリマー複合材料（ポリマーコンポジット材料）が、管内でのファウリング率を低減するように構成されており、それによって、スチームクラッカーの対流部内でのファウリング問題を軽減し、スチームクラッカーによるファウリングのクリーニングの頻度を低減するため、有益である可能性がある。

【0008】

その結果として、開示されているシステムおよび方法は、スチームクラッカーの生産効率を向上させることが可能である。したがって、本発明の開示されているシステムおよび方法は、従来の水蒸気分解システムおよび方法に付随する問題に関する技術的解決策を提供する。

【0009】

本発明の実施形態は、炭化水素ストリームを処理する方法を含む。前記方法は、一つ以上のポリマー複合材管を含む対流部を備えるスチームクラッカー内で炭化水素ストリームを水蒸気分解することを含む。

【0010】

本発明の実施形態は、熱分解油ストリームを処理する方法を含む。前記方法は、精製ユニット内で前記熱分解油ストリームからヘテロ原子汚染物を除去して、精製された熱分解油を生成することを含む。前記方法は、スチームクラッカー内で精製された前記熱分解油ストリームを水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することを含む。当前記スチームクラッカーは、一つ以上のポリマー複合材管を含む対流部を備えている。

【0011】

本発明の実施形態は、熱分解油ストリームを処理する方法を含む。前記方法は、精製ユニット内で熱分解油ストリームからヘテロ原子汚染物を除去して、精製された熱分解油を生成することを含む。前記方法は、スチームクラッカー内で精製された熱分解油ストリームを水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することを含む。前記スチームクラッカーは、一つ以上のポリマー複合材管を備えるフィードプレヒータバンクを備えている。

【0012】

本明細書で使用されている様々な用語およびフレーズの定義を以下に示す。

【0013】

「約（ａｂｏｕｔ）」または「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語は、当業者に理解される程度に近いと定義される。一つの非限定的な実施形態において、この用語は、１０％以内、好ましくは、５％以内、より好ましくは、１％以内、および最も好ましくは、０．５％以内であると定義される。

【0014】

「重量（ｗｔ）％」、「体積（ｖｏｌ）％」または「モル（ｍｏｌ）％」は、それぞれ、ある成分を含む材料の総重量、全体積、または全モルに基づく成分の重量、体積またはモルの割合を指す。非限定的な実施例において、１００モルの材料中の１０モルの成分は、１０モルパーセントの成分である。
「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語およびその変化形は、１０％以内、５％以内、１％以内または０．５％以内の範囲を含むように定義される。

【0015】

「抑制する（ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ）」、「低減する（ｒｅｄｕｃｉｎｇ）」、「阻止する（ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ）」、「回避する（ａｖｏｉｄｉｎｇ）」という用語またはこれらの用語の任意の変化形は、特許請求の範囲および／または明細書で用いられる場合、所望の結果を実現するための任意の測定可能な減少または完全な抑制を含む。

【0016】

「効果的な（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）」という用語は、この用語が明細書および／または特許請求の範囲で用いられる場合、所望の予想される、または、意図される結果を達成するのに適していることを意味する。

【0017】

特許請求の範囲または明細書において「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語とともに用いられる場合の「一つの（ａ）」または「一つの（ａｎ）」という語の使用は、「一つの（ｏｎｅ）」を意味する可能性があるが、「一つ以上の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」、「少なくとも一つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」および「一つのまたは二つ以上の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｏｎｅ）」の意味にも一致する。

【0018】

「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（および備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）および備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）等の備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）の任意の形態）、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（および有する（ｈａｖｅ）および有する（ｈａｓ）等の有する（ｈａｖｉｎｇ）の任意の形態）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」（および含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）および含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）等の含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）の任意の形態）または「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」（および含む（ｃｏｎｔａｉｎｓ）および含む（ｃｏｎｔａｉｎ）等の含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）の任意の形態）という語は、包括的でありまたはオープンエンドであり、および追加的で列挙されない要素または方法ステップを除外しない。

【0019】

本発明のプロセスは、明細書を通して開示されている特定の材料、成分、組成等「を備える」、「から本質的に成る」または「から成る」ことができる。

【0020】

「主に（ｐｒｉｍａｒｉｌｙ）」という用語は、この用語が明細書および／または特許請求の範囲において用いられる場合、５０重量％、５０モル％および５０体積％のうちのいずれかよりも大きいことを意味する。例えば、「主に（ｐｒｉｍａｒｉｌｙ）」は、５０．１重量％～１００重量％およびこれらの間のすべての値および範囲を含み、５０．１モル％～１００モル％およびこれらの間のすべての値および範囲を含み、または、５０．１体積％～１００体積％およびこれらの間のすべての値および範囲を含む得る。

【0021】

本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の図面、詳細な説明および実施例から明らかになるであろう。しかし、図面、詳細な説明および実施例は、本発明の具体的な実施形態を示してはいるが、単に例示として提示され、および限定することを意味するものではないことを理解すべきである。さらに、本発明の趣旨および範囲内での変形および変更は、当業者には、この詳細な説明から明らかになるであろうことが意図されている。さらなる実施形態において、特定の実施形態の形状構成は、他の実施形態の形状構成と組合せてもよい。例えば、一つの実施形態の形状構成を、他の実施形態のうちのいずれかの形状構成と組合せてもよい。さらなる実施形態においては、追加的な形状構成を、本願明細書に記載されている特定の実施形態に加えてもよい。

【0022】

より完全な理解のために、添付図面とともに解釈して以下の説明について言及する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態による、炭化水素ストリームを処理するシステムの概要図を示す。

【図2】本発明の実施形態による、水蒸気分解炉の対流部の概要図を示す。

【図3】本発明の実施形態による、炭化水素ストリームを処理する方法の概要フローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

現在、スチームクラッカーの対流部はファウリングに悩まされている。したがって、スチームクラッカーは、定期的にファウリングを除去するためにクリーニングしなければならず、その結果として、操業時間のロスを生じ、スチームクラッカーの生産効率の低下を生じている。本発明は、この問題に対する解決策を提供する。

【0025】

解決策は、スチームクラッキングシステムの対流部内にポリマー複合材管を備えるスチームクラッキングシステムと、前記スチームクラッキングシステムを用いて、炭化水素ストリームを処理する方法とを前提としている。特に、ポリマー複合材管は、スチームクラッカーの対流部のファウリングを軽減し、それによって、ファウリングを除去するのに必要な時間を減少させ、そしてスチームクラッカーの全体効率を向上させるように構成されている。本発明のこれらおよびその他の非限定的な態様は、以下の段落に、より詳細に記載されている。

【0026】

Ａ．炭化水素を処理するシステム
本発明の実施形態において、熱分解油ストリームを含む炭化水素ストリームを処理するシステムは、スチームクラッカーの対流部内でのファウリングを低減することが可能であり、それにより、スチームクラッカーの生産効率が向上する。

【0027】

図１を参照すると、炭化水素ストリームを処理するために使用されるシステム１００の概要図が図示されている。

【0028】

本発明の実施形態によれば、システム１００は、炭化水素ストリーム１１を精製して、精製された炭化水素ストリーム１２を生成するように構成された精製ユニット１０１を含む。

【0029】

炭化水素ストリーム１１は、プラスチックの熱分解から生じる熱分解油ストリームを含むことができる。本発明の実施形態において、プラスチックは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ／ナイロンのようなプラスチック）またはこれらの組合せを含む。

【0030】

本発明の実施形態において、熱分解油ストリームは、有機性窒素、有機塩素、含酸素添加剤、ケイ素、フッ素、リンまたはこれらの組合せを含むヘテロ原子を含むことができる。熱分解油ストリームは、１０～５０重量％の不飽和炭化水素をさらに含むことができる。精製された炭化水素ストリーム１２は、精製された熱分解油ストリームを含むことができる。精製された炭化水素ストリーム１２は、０．１重量％未満のヘテロ原子を含んでいる可能性がある。精製された炭化水素ストリーム１２は、１～５０重量％の不飽和炭化水素を含んでいる可能性がある。本発明の実施形態において、精製ユニット１０１は、熱分解油ストリームからヘテロ原子を除去するように構成されている。精製ユニット１０１はさらに、熱分解油ストリームから少なくともいくつかの微粒子、粒子を除去するように構成してもよい。本発明の実施形態において、精製ユニット１０１は、吸着ユニット、水素化処理ユニットまたはこれらの組合せを含むことができる。

【0031】

本発明の実施形態によれば、システム１００は、精製された炭化水素ストリーム１２を水蒸気分解して、オレフィンおよび／または芳香族化合物を含む分解されたストリーム１３を生成するように構成されたスチームクラッキングユニット１０２を含む。本発明の実施形態において、スチームクラッキングユニット１０２は、一つ以上の水蒸気分解炉を備えている。水蒸気分解炉は、対流部および放射部を含むことができる。

【0032】

本発明の実施形態において、スチームクラッキングユニット１０２内で、水蒸気分解炉の対流部は、一つ以上のポリマー複合材管（ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｔｕｂｅｓ）を備えている。前記ポリマー複合材管は、バンドル状にすることができる。ポリマー複合材管は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）またはこれらの組合せを含むポリマー複合材料で構成することができる。

【0033】

前記ポリマー複合材管は、ポリフェニレンサルファイドから成り、前記複合材管は、２０～３００℃の動作温度限界の範囲、ならびに２０～４０℃、４０～６０℃、６０～８０℃、８０～１００℃、１００～１２０℃、１２０～１４０℃、１４０～１６０℃、１６０～１８０℃、１８０～２００℃、２００～２２０℃、２２０～２４０℃、２４０～２６０℃、２６０～２８０℃および２８０～３００℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の動作温度限界を有することができる。

【0034】

本発明の実施形態において、対流部は、放射部内での分解のために原材料（例えば、精製された炭化水素ストリーム１２）を準備するように構成されている。図２に示すように、水蒸気分解炉の対流部は、フィードプレヒータバンク２０１と、上方混合プレヒータバンク２０２と、下方混合プレヒータバンク２０３とを含むことができる。

【0035】

本発明の実施形態において、フィードプレヒータバンク２０１は、精製された炭化水素ストリーム１２（例えば、プラスチック由来の熱分解油ストリーム）を第一の温度まで加熱するように構成されている。本発明の実施形態において、第一の温度は、６０～１５０℃の範囲内にあり、ならびに６０～７０℃、７０～８０℃、８０～９０℃、９０～１００℃、１００～１１０℃、１１０～１２０℃、１２０～１３０℃、１３０～１４０℃および１４０～１５０℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値である。

【0036】

上方混合プレヒータバンク２０２は、（１）フィードプレヒータバンク２０１からの、予熱された、精製された炭化水素ストリーム１２と、（２）水蒸気と、の混合物を、第二の温度まで加熱するように構成することができる。発明の実施形態において、第二の温度は、１５０～２３０℃の範囲内にあり、ならびに１５０～１６０℃、１６０～１７０℃、１７０～１８０℃、１８０～１９０°℃、１９０～２００℃、２００～２１０℃、２１０～２２０℃および２２０～２３０℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値である。

【0037】

本発明の実施形態において、下方混合プレヒータバンク２０３は、上方混合プレヒータバンク２０２からの混合物を第三の温度までさらに加熱するように構成されている。第三の温度は、３００～６００℃の範囲内とすることができ、ならびに３００～３３０℃、３３０～３６０℃、３６０～３９０℃、３９０～４２０℃、４２０～４５０℃、４５０～４８０℃、４８０～５１０℃、５１０～５４０℃、５４０～５７０℃および５７０～６００℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値とすることができる。

【0038】

本発明の実施形態において、フィードプレヒータバンク２０１、上方混合プレヒータバンク２０２および／または下方混合プレヒータバンク２０３は、水蒸気分解炉の放射部からの煙道ガスを用いて加熱される。

【0039】

本発明の実施形態において、フィードプレヒータバンク２０１内の煙道ガスは、１４０～２６０℃の温度であり、ならびに１４０～１５０℃、１５０～１６０℃、１６０～１７０℃、１７０～１８０℃、１８０～１９０℃、１９０～２００℃、２００～２１０℃、２１０～２２０℃、２２０～２３０℃、２３０～２４０℃、２４０～２５０℃および２５０～２６０℃の間のすべての範囲および値の温度である。

【0040】

本発明の実施形態において、上方混合プレヒータバンク２０２内の煙道ガスは、４２０～５５０℃の温度であり、ならびに４２０～４３０℃、４３０～４４０℃、４４０～４５０℃、４５０～４６０℃、４６０～４７０℃、４７０～４８０℃、４８０～４９０℃、４９０～５００℃、５００～５１０℃、５１０～５２０℃、５２０～５３０℃、５３０～５４０℃および５４０～５５０℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の温度である。

【0041】

本発明の実施形態において、下方混合プレヒータバンク２０３内の煙道ガスは、７６０～１１４０℃の温度であり、ならびに７６０～７９０℃、７９０～８２０℃、８２０～８５０℃、８５０～８８０℃、８８０～９１０℃、９１０～９４０℃、９４０～９７０℃、９７０～１０００℃、１０００～１０３０℃、１０３０～１０６０℃、１０６０～１０９０℃、１０９０～１１２０℃および１１２０～１１４０℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の温度である。

【0042】

本発明の実施形態によれば、フィードプレヒータバンク２０１は、一つ以上のポリマー複合材管を備えている。

【0043】

Ｂ．炭化水素ストリームを水蒸気分解する方法
本発明の実施形態においては、プラスチックから生じる熱分解油ストリームを含む炭化水素ストリームを処理する方法が記載されている。図３に示すように、本発明の実施形態は、プラスチック由来の熱分解油を処理する方法３００を含む。方法３００は、図１に示すような、上述したシステム１００によって実施することができる。

【0044】

本発明の実施形態によれば、ブロック３０１に示すように、方法３００は、精製ユニット１０１内で、炭化水素ストリーム１１の熱分解油からヘテロ原子汚染物を除去して、精製された炭化水素ストリーム１２の精製された熱分解油を生成することを含む。本発明の実施形態において、熱分解油は、プラスチックを熱分解することから生成される。プラスチックは、廃棄プラスチックを含んでいてもよい。熱分解油を生成するのに用いられる例示的なプラスチックは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ／ナイロンのようなプラスチック）またはこれらの組合せを含んでもよい。

【0045】

本発明の実施形態において、熱分解油は、合計で１０００～５００００ｐｐｍのヘテロ原子を含む。精製された熱分解油は、１００～１０００ｐｐｍのヘテロ原子を含むことができる。本発明の実施形態では、ブロック３０１において、精製ユニット１０１は、吸着ユニットおよび／または水素化処理ユニットを含む。本発明の実施形態において、吸着ユニットは、汚染物を除去するように、および／または少なくともいくつかの不飽和化合物を除去するように構成されている。水素化処理ユニットは、後のプロセスでの除去のために汚染物を無機化合物に変換するように、および／または、水素を用いて不飽和化合物を飽和化合物に変換するように構成することができる。ブロック３０１における熱分解油は、１０～５０重量％の不飽和炭化水素を含むことができる。精製された熱分解油は、本発明の実施形態において、１～５０重量％の不飽和炭化水素を含むことができる。本発明の実施形態では、ブロック３０１において、精製ユニット１０１は、熱分解油から不飽和炭化水素を実質的に除去しないように構成されている。精製ユニット１０１は、ブロック３０１において、３５０～４５０℃の動作温度で動作させることができる。精製ユニット１０１は、ブロック３０１において、４０～１３０ｂａｒの動作圧力で動作させることができる。

【0046】

本発明の実施形態によれば、ブロック３０２に示すように、方法３００は、スチームクラッキングユニット１０２内で、精製された熱分解油を水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することを含む。本発明の実施形態では、ブロック３０２において、スチームクラッキングユニット１０２の一つ以上の水蒸気分解炉は、前記水蒸気分解炉の対流部内でのファウリング率を低減するように構成されたポリマー複合材管を備えている。本発明の実施形態において、対流部内でのファウリングは、一つ以上のポリマー、コークス、ポリスチレン、インディナス（ｉｎｄｉｅｎｅｓ）、シクロペンタジエンまたはこれらの組合せを含む可能性がある。

【0047】

本発明の実施形態において、ポリマー複合材管は、一つ以上の水蒸気分解炉の対流部内にある。ポリマー複合材管は、一つ以上の水蒸気分解炉のフィードプレヒータバンク２０１内にある可能性がある。本発明の実施形態において、フィードプレヒータは、１４０～２６０℃の温度で、ならびに１４０～１５０℃、１５０～１６０℃、１６０～１７０℃、１７０～１８０℃、１８０～１９０℃、１９０～２００℃、２００～２１０℃、２１０～２２０℃、２２０～２３０℃、２３０～２４０℃、２４０～２５０℃および２５０～２６０℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の温度で作動される。

【0048】

本発明の実施形態では、ブロック３０２において、熱分解油は、８００～８５０℃の温度で、ならびに８００～８０５℃、８０５～８１０℃、８１０～８１５℃、８１５～８２０℃、８２０～８２５℃、８２５～８３０℃、８３０～８３５℃、８３５～８４０℃、８４０～８４５℃および８４５～８５０℃の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の温度で分解される。

【0049】

本発明の実施形態では、ブロック３０２において、スチームクラッキングユニット１０２は、１０～７００ｍｓの滞留時間、ならびに１０～５０ｍｓ、５０～１００ｍｓ、１００～１５０ｍｓ、１５０～２００ｍｓ、２００～２５０ｍｓ、２５０～３００ｍｓ、３００～３５０ｍｓ、３５０～４００ｍｓ、４００～４５０ｍｓ、４５０～５００ｍｓ、５００～５５０ｍｓ、５５０～６００ｍｓ、６００～６５０ｍｓおよび６５０～７００ｍｓの範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の滞留時間で作動される。

【0050】

本発明の実施形態では、ブロック３０２において、水蒸気分解は、０．３５～１．０の炭化水素に対する水蒸気の重量比、ならびに０．３５～０．４０、０．４０～０．４５、０．４５～０．５０、０．５０～０．５５、０．５５～０．６０、０．６０～０．６５、０．６５～０．７０、０．７０～０．７５、０．７５～０．８０、０．８０～０．８５、０．８５～０．９０、０．９０～０．９５および０．９５～１．０の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の炭化水素に対する水蒸気の重量比で実行される。

【0051】

本発明の実施形態では、ブロック３０２において、熱分解油は、５０～１００％の変換率、ならびに５０～６０％、６０～７０％、７０～８０％、８０～９０％および９０～１００％の範囲を含む、それらの間のすべての範囲および値の変換率で分解される。本発明の実施形態において、熱分解油の変換率は、熱分解油中の芳香族化合物の割合に依存する。場合により、熱分解油は、１００重量％のパラフィンを含むことができ、そして、熱分解油の変換率は実質的に１００％になる可能性がある。ブロック３０２において、生成されたオレフィンは、エチレン、プロピレン、１－ブテン、２－ブテン、イソブテン、ブタジエン、ペンタジエンまたはこれらの組合せを含むことができる。生成された芳香族化合物は、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレンまたはこれらの組合せを含むことができる。

【0052】

本発明の実施形態を図３のブロックを参照して説明してきたが、本発明の実施は、図３に図示されている特定のブロックおよび／またはブロックの特定の順番に限定されないことを正しく認識すべきである。したがって、本発明の実施形態は、さまざまなブロックを図３の順序とは異なる順序で用いて、本願明細書に記載されているような機能を提供することができる。

【0053】

本願明細書に記載されているシステムおよびプロセスは、示されていない、化学的プロセスの当業者に知られているさまざまな装置も含むことができる。例えば、いくつかのコントローラ、配管、コンピュータ、バルブ、ポンプ、ヒータ、熱電対、圧力計、ミキサー、熱交換器等は示されていない可能性がある。

【0054】

本発明の文章には、少なくとも以下の１２の実施形態が記載されている。

【0055】

実施形態１は、炭化水素ストリームを処理する方法である。前記方法は、一つ以上のポリマー複合材管を含む対流部を備えるスチームクラッカー内で前記炭化水素ストリームを水蒸気分解することを含む。

【0056】

実施形態２は、熱分解油ストリームを処理する方法である。前記方法は、精製ユニット内で前記熱分解油ストリームからヘテロ原子汚染物を除去して、精製された熱分解油を生成することを含む。前記方法は、スチームクラッカー内で、精製された前記熱分解油ストリームを水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することをさらに含み、前記スチームクラッカーは、一つ以上のポリマー複合材管を含む対流部を含む。

【0057】

実施形態３は、実施形態１、２のうちのいずれかの方法であり、前記対流部は、前記スチームクラッカーのフィードプレヒータを含む。

【0058】

実施形態４は、実施形態１～実施形態３のうちのいずれかの方法であり、前記フィードプレヒータは、１４０～２６０℃の温度で作動される。

【0059】

実施形態５は、実施形態１～実施形態４のうちのいずれかの方法であり、前記フィードプレヒータは、前記スチームクラッカーの放射部内で生成された煙道ガスによって加熱される。

【0060】

実施形態６は、実施形態１～実施形態５のうちのいずれかの方法であり、前記ポリマー複合材管は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）またはこれらの組合せを含む。

【0061】

実施形態７は、実施形態１～実施形態６のうちのいずれかの方法であり、前記ポリマー複合材管は、２０～３００℃の動作温度限界を有している。

【0062】

実施形態８は、実施形態１～実施形態７のうちのいずれかの方法であり、前記精製ユニットは、吸着ユニット、水素化処理ユニットを含む。

【0063】

実施形態９は、実施形態１～実施形態８のうちのいずれかの方法であり、前記熱分解油は、１０重量％を超える不飽和分子を含む。

【0064】

実施形態１０は、実施形態１～実施形態９のうちのいずれかの方法であり、前記ポリマー複合材管は、前記スチームクラッカー内の不飽和分子のファウリングを軽減するように構成されている。

【0065】

実施形態１１は、実施形態１～実施形態１０のうちのいずれかの方法であり、前記スチームクラッカーの前記対流部は、フィードプレヒータバンクと、上方混合プレヒータバンクと、下方混合プレヒータバンクとを含む。

【0066】

実施形態１２は、熱分解油ストリームを処理する方法である。前記方法は、精製ユニット内で前記熱分解油ストリームからヘテロ原子汚染物を除去して、精製された熱分解油を生成することを含む。前記方法は、スチームクラッカー内で、精製された前記熱分解油ストリームを水蒸気分解して、オレフィンおよび芳香族化合物を生成することをさらに含み、前記スチームクラッカーは、一つ以上のポリマー複合材管を含むフィードプレヒータを含む。

【0067】

上述したおよび本願明細書に記載されているすべての実施形態は、明確に除外されていない限り、任意の方法で組合せることができる。

【0068】

本出願の実施形態およびそれらの利点を詳細に説明してきたが、本願明細書において、さまざまな変形、置換および変更を、添付の特許請求の範囲によって定義される実施形態の趣旨および範囲から逸脱することなく行えることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載されているプロセス、機械、生産物、組成物、手段、方法およびステップの具体的な実施形態に限定されることを意図されていない。当業者は、上記開示から容易に認識するであろうから、実質的に同じ機能を実行する、または、本願明細書に記載されている対応する実施形態と実質的に同じ結果を達成する、現存するかまたは後に開発されるプロセス、機械、生産物、組成物、手段、方法またはステップを利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、それらの範囲内に、このようなプロセス、機械、生産物、組成物、手段、方法またはステップを含むように意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】