(57)【要約】  分解ガスの圧縮のための圧縮ステージであって、液体成分を分解ガスのガス状成分から分離するための液体分離手段と、液体分離手段に接続された圧縮機と、圧縮機からの圧縮ガスを冷却するための圧縮機に接続されたガス冷却手段であって、ガス冷却手段が冷却流体源からの第一冷却流体によって冷却される、ガス冷却手段と、を含む圧縮ステージ。ステージは、さらに、分解ガスを受け入れるための入口を有する液体分離手段に接続されたガス予冷手段を含む。
2019536839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解ガスの圧縮のための圧縮ステージであって、
液体成分を分解ガスのガス状成分から分離するための液体分離手段と、
前記液体分離手段に接続された圧縮機と、
前記圧縮機からの圧縮ガスを冷却するための前記圧縮機に接続されたガス冷却手段であって、前記ガス冷却手段が冷却流体源からの第一冷却流体によって冷却されるガス冷却手段と、を含み、
前記分解ガスを受け入れるための入口を有する前記液体分離手段に接続されたガス予冷手段をさらに含む圧縮ステージ。
【請求項２】
前記ガス予冷手段が熱交換手段と吸収冷却手段とを含み、
前記熱交換手段が、前記吸収冷却手段からの第二冷却流体によって冷却され、
前記吸収冷却手段が、前記冷却流体源からの第一冷却流体と、加熱流体源からの熱水と、を用いて前記第二冷却流体を生成するために配置される請求項１に記載のステージ。
【請求項３】
前記吸収冷却手段のための前記第一冷却流体が、前記ステージの前記ガス冷却手段の一次ガス冷却器から供給され、
前記吸収冷却手段からの前記第一冷却流体が、前記二次ガス冷却器に供給される請求項１または２に記載のステージ。
【請求項４】
前記ステージの前記吸収冷却手段のための前記第一冷却流体が、別のステージの前記ガス冷却手段の一次ガス冷却器から供給され、
前記吸収冷却手段からの前記第一冷却流体が、前記別のステージの前記二次ガス冷却器に供給される請求項１または２に記載のステージ。
【請求項５】
前記吸収冷却手段のための前記加熱流体源からの加熱流体が、７０〜１１０℃の温度を有する請求項１または２に記載のステージ。
【請求項６】
前記加熱流体が、７０〜９５℃の温度を有する請求項５に記載のステージ。
【請求項７】
前記加熱流体源が、蒸気分解器の急冷カラムを含む請求項５に記載のステージ。
【請求項８】
前記加熱流体源が熱廃水源である請求項５に記載のステージ。
【請求項９】
前記ガス予冷手段の前記熱交換手段が冷凍器を含む請求項１または２に記載のステージ。
【請求項１０】
前記液体分離手段が、別の圧縮ステージから流体を受け入れるための流体入口を有する請求項１または２に記載のステージ。
【請求項１１】
カスケードされた請求項１または２に記載の圧縮ステージを複数含む分解ガス圧縮のためのシステムであって、
第一圧縮ステージが、分解ガス源に接続されたそのガス予冷手段を有し、
続く圧縮ステージが、その前の圧縮ステージのガス冷却手段に接続されたそのガス予冷手段を有するシステム。
【請求項１２】
各ステージにおける前記圧縮機が、一般的な圧縮機駆動装置によって駆動される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
分解ガスを圧縮するためのプロセスであって、
液体分離手段において分解ガスのガス状成分から液体成分を分離するステップと、
圧縮機において前記液体分離手段からの前記ガス状成分を圧縮するステップと、
ガス冷却手段、一次ガス冷却器において圧縮ガス状成分を冷却するステップと、を含み、
ガス予冷手段において、液体分離手段において分解ガスのガス状成分から液体成分を分離する前に前記分解ガスを予冷するステップと、
冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて、吸収冷却手段からの第二冷却流体によって前記ガス予冷手段を冷却するステップと、をさらに含むプロセス。
【請求項１４】
前記ガス予冷手段が、熱交換手段と吸収冷却手段と、を含み、
前記吸収冷却手段からの第二冷却流体によって前記熱交換手段を冷却するステップと、前記冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて、前記吸収冷却手段において前記第二冷却流体を生成するステップと、をさらに含む請求項１３に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、２０１６年１０月７日に出願された欧州特許出願第１６１９２７２０．７号の優先権の利益を主張するものであって、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、分解プロセスから分解ガスを圧縮するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
原油製品の製造において、気化した炭化水素供給原料を高温に短期間供して炭素鎖の長さが短い分解炭化水素成分類を形成することを含む分解プロセスで炭化水素供給原料を分解することができる。結果物は、かかる成分を有する高温の分解ガスとなる。
【０００４】
炭化水素供給原料分解プロセスの主要分留装置内および／または急冷塔内における分解ガスの冷却および精製の後、さらなる処理は、分解ガスから異なる炭化水素留分を分離するために、３２００〜３８００ｋＰａのオーダーの高圧力への圧縮を必要とする。
【０００５】
典型的には、中間冷却を伴う四つから五つのステージでタービン駆動遠心圧縮機によって圧縮は行われる。圧縮中に水および炭化水素類の何らかの凝縮が発生し、後のステージにおいて、酸性ガス類が除去される。圧縮分解ガスを冷却し、分解ガス流から凝縮炭化水素留分を分離することができる。多ステージ圧縮機システム内で圧縮を行うことが可能であり、ステージの数は、主に、分解ガス組成物と、冷却媒体の温度レベルと、ステージ間放出を可能にする最高温度とに依存する。圧縮機は、通常、タービンまたは同等の駆動装置を含む単一の駆動装置によって駆動される。
【０００６】
分解ガスの圧縮はエネルギー集約型である。圧縮機および圧縮機を駆動するタービンは、高価な機器であり、多くの蒸気分解器プラントにおいて障害を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ゆえに、本発明の目的は、効率性が増大した分解ガス圧縮システムのための圧縮ステージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、分解ガスの圧縮のための圧縮ステージであって、液体成分を分解ガスのガス状成分から分離するための液体分離手段または液体分離器と、液体分離手段または液体分離器に接続された圧縮機と、圧縮機からの圧縮ガスを冷却するための圧縮機に接続されたガス冷却手段またガス冷却器であって、冷却流体源からの第一冷却流体によって冷却されるガス冷却手段または冷却器と、を含む圧縮ステージにおいて達成される。
【０００９】
ステージは、さらに、分解ガスを受け入れるための入口を有する液体分離手段または液体分離器分解ガスに接続されたガス予冷手段またはガス予冷器を含む。
【００１０】
圧縮機による圧縮の前の分解ガスの予冷によって、圧縮機の負荷が減少し、より低い温度で、結果的により小さい体積で所要圧力が得られる。しかるに、流体−ガス分離は、従来技術と同じ結果であるが、より低い費用で行われる。結果として、圧縮機としては、より低い性能の、すなわち、本技術分野で知られている設計よりも小さいものを選択することができる。
【００１１】
一つの実施形態において、ガス予冷手段またはガス予冷器は、熱交換手段または熱交換器と、吸収冷却手段または吸収冷却器と、を含み、熱交換手段または熱交換器は、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第二冷却流体によって冷却される。吸収冷却手段または吸収式冷凍器は、冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて第二冷却流体を生成するために配置される。
【００１２】
吸収冷却手段によって、たとえば圧縮後にガス冷却手段またはガス冷却器内で圧縮ガスを冷却するすでに利用可能な冷却源を使用し、かつ、分解プロセスにおいて直ちに利用可能な通常は廃棄される加熱流体を使用して、第二冷却流体の生成が起きる。
【００１３】
一つの実施形態において、吸収冷却手段または吸収式冷凍器のための第一冷却流体は、ステージのガス冷却手段の一次ガス冷却器から供給され、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第一冷却流体は、二次ガス冷却器に供給される。
【００１４】
これによって、ガス冷却手段またはガス冷却器において使用される、第一冷却流体源からの第一冷却流体のより効率的な使用が行われる。
【００１５】
代替的な実施形態において、ステージの吸収冷却手段または吸収式冷凍器のための第一冷却流体は、別のステージのガス冷却手段またはガス冷却器の一次ガス冷却器から供給され、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第一冷却流体は、別のステージの二次ガス冷却器に供給される。
【００１６】
第一冷却流体は、分解ガスの圧縮における任意のステージからのより効率的な使用のためにガス冷却手段またはガス冷却器から得られうる。
【００１７】
一つの実施形態において、吸収冷却手段または吸収式冷凍器のための加熱流体源からの加熱流体は、７０〜１１０℃の温度を有する。この温度範囲は、吸収冷却手段または吸収式冷凍器、すなわち生成器を操作するために充分な蒸気を発生させるためのものである。７０℃未満では吸収冷却手段または吸収式冷凍器は機能せず、その一方で１１０℃超の温度では熱源の温度が必要とされるものよりも高いので、熱が非効率的に用いられる。
【００１８】
さらなる実施形態において、加熱流体は、７０〜９５℃の温度を有する。これによって、吸収冷却手段または吸収式冷凍器の最も効率的な操作が行われる。
【００１９】
別の実施形態において、加熱流体源は熱廃水源を含む。
【００２０】
さらなる実施形態において、加熱流体源は、蒸気分解器の急冷カラムを含む。
【００２１】
蒸気分解器ユニットの急冷カラムからの急冷水からの熱は、通常、冷却によって廃棄されるか、または、蒸留カラム内における再沸騰のために用いられるが、本発明にかかる圧縮ステージにおける効率的な使用に取り入れられて、本発明にかかる圧縮ステージにおける圧縮機の作業負荷を減少させることができる。
【００２２】
一つの実施形態において、ガス予冷手段またはガス予冷器の熱交換手段または熱交換器は冷凍器を含む。
【００２３】
一つの実施形態において、液体分離手段または液体分離器は、別の圧縮ステージから流体を受け入れるための流体入口を有する。
【００２４】
これによって、後の圧縮ステージからの液体成分が再利用されて、分解ガスからのガス状成分と液体成分との間の分離の向上が得られる。
【００２５】
本発明の目的は、上記の通りの複数のカスケード圧縮ステージを含む分解ガス圧縮のためのシステムであって、第一圧縮ステージが、分解ガス源に接続されたそのガス予冷手段またはガス予冷器を有し、続く圧縮ステージが、その前の圧縮ステージのガス冷却手段またはガス冷却器に接続されたそのガス予冷手段またはガス予冷器を有するシステムにおいても達成される。
【００２６】
本発明にかかる圧縮ステージはカスケードされうる。予冷を用いて、システムにおける圧縮機に対する全体的な作業負荷を減少させることができる。
【００２７】
一つの実施形態において、各ステージにおける圧縮機は、一般的な圧縮機駆動装置によって駆動される。
【００２８】
圧縮機は、有利には、タービンエンジン、ディーゼルモータ、または電気モータ、および同種のものによって駆動される、一般的な軸上の一般的な駆動装置によって駆動されうる。
【００２９】
本発明の目的は、分解ガスを圧縮するためのプロセスであって、液体分離手段または液体分離器において分解ガスのガス状成分から液体成分を分離するステップと、圧縮機において液体分離手段または液体分離器からのガス状成分を圧縮するステップと、ガス冷却手段またはガス冷却器において圧縮ガス状成分を冷却するステップと、を含むプロセスにおいても達成される。当該プロセスは、液体分離手段または液体分離器において分解ガスのガス状成分から液体成分を分離する前にガス予冷手段またはガス予冷器において分解ガスを予冷するステップと、冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第二冷却流体によってガス予冷手段またはガス予冷器を冷却するステップと、をさらに含む。
【００３０】
一つの実施形態において、ガス予冷手段は、熱交換手段または熱交換器と、吸収冷却手段または吸収式冷凍器と、を含み、プロセスは、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第二冷却流体によって熱交換手段または熱交換器を冷却するステップと、冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて、吸収冷却手段または吸収式冷凍器において第二冷却流体を生成するステップと、をさらに含む。
【００３１】
以下は、本明細書にわたって用いられる各種の用語および句の定義を含む。
【００３２】
「約（about）」または「およそ（approximately）」という用語は、当業者によって理解されるものに近いものとして定義される。非限定的な一実施形態において、これらの用語は、１０％の範囲内、好ましくは５％の範囲内、より好ましくは１％の範囲内、最も好ましくは０．５％の範囲内であると定義される。
【００３３】
「重量％」、「容量％」、または「モル％」という用語は、ある成分を含む材料の総重量、総体積または総モルに対する、それぞれ、当該成分の重量百分率、体積百分率またはモル百分率を指す。非限定的な例において、１００モルの材料中の１０モルの成分は、１０モル％の成分である。
【００３４】
「効果的（effective）」という用語は、当該用語が明細書および／または請求項において用いられる場合、所望の、期待される、または、意図された結果を達成するために適切なものを意味する。
【００３５】
「一つの（a）」または「一つの（an）」という語の使用は、請求項または明細書において「含む（comprising）」という用語とともに用いられる場合、「一つ」を意味することができるが、「一つ以上」、「少なくとも一つ」および「一つまたは一つ超」の意味にも一致する。
【００３６】
「含む（comprising）」（および「含む（comprise）」や「含む（comprises）」などの「含む（comprising）」の任意の形態）、「有する（having）」（および「有する（have）」や「有する（has）」などの「有する（having）」の任意の形態）、「含む（including）」（および「含む（includes）」や「含む（include）」などの「含む（including）」の任意の形態）または「含む（containing）」（「含む（contains）」や「含む（contain）」などの「含む（containing）」の任意の形態）という語は、始めと終わりを含むか、またはオープンエンドであり、追加的で列挙されない要素や方法ステップを除外するものではない。
【００３７】
本発明のプロセスは、明細書にわたって開示される特定の含有成分（ingredients）、構成成分（components）、組成物（compositions）、ステップなど「を含む（comprise）」、「から実質的になる（consist essentially of）」または「のみからなる（consist of）」ことができる。ある種の成分を含む生成物／組成物／プロセス／システムについての記載が、これらの成分からなる生成物／組成物／システムをも開示することも理解される。これらの成分からなる生成物／組成物／プロセス／システムは、たとえば、生成物／組成物の作製のための、より単純で、より経済的なプロセスを提供するという点で有利でありうる。同様に、たとえば、ある種のステップを含むプロセスについての記載が、これらのステップからなるプロセスをも開示することも理解される。これらのステップからなるプロセスは、より単純で、より経済的なプロセスを提供する点で有利でありうる。
【００３８】
値がパラメータについての下限および上限について示される場合、下限の値と上限の値との組み合わせによって生じる範囲も開示されることが理解される。
【００３９】
本発明の文脈において、次に１４の態様が記載される。第１の態様は、分解ガスの圧縮のための圧縮ステージであって、液体成分を分解ガスのガス状成分から分離するための液体分離手段または液体分離器と、液体分離手段または液体分離器に接続された圧縮機と、圧縮機からの圧縮ガスを冷却するための圧縮機に接続されたガス冷却手段またはガス冷却器であって、冷却流体源からの第一冷却流体によって冷却されるガス冷却手段またはガス冷却器と、を含む圧縮ステージであって、分解ガスを受け入れるための入口を有する液体分離手段に接続されたガス予冷手段をさらに含む圧縮ステージである。第２の態様は、ガス予冷手段またはガス予冷器が、熱交換手段または熱交換器と、吸収冷却手段または吸収式冷凍器と、を含み、熱交換手段または熱交換器が、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第二冷却流体によって冷却され、吸収冷却手段または吸収冷却器が、冷却流体源からの第一冷却流体と、加熱流体源からの熱水と、を用いて第二冷却流体を生成するために配置される第１の態様に記載のステージである。第３の態様は、吸収冷却手段または吸収式冷凍器のための第一冷却流体が、ステージのガス冷却手段またはガス冷却器の一次ガス冷却器から供給され、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第一冷却流体が、二次ガス冷却器に供給される第１または第２の態様に記載のステージである。第４の態様は、ステージの吸収冷却手段または吸収式冷凍器のための第一冷却流体が、別のステージのガス冷却手段またはガス冷却器の一次ガス冷却器から供給され、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第一冷却流体が、別のステージの二次ガス冷却器に供給される第１または第２の態様に記載のステージである。第５の態様は、吸収冷却手段または吸収式冷凍器のための加熱流体源からの加熱流体が、７０〜１１０℃の温度を有する第１〜４の態様のいずれかに記載のステージである。第６の態様は、加熱流体が、７０〜９５℃の温度を有する第５の態様に記載のステージである。第７の態様は、加熱流体源が、蒸気分解器の急冷カラムを含む第５または第６の態様のいずれかに記載のステージである。第８の態様は、加熱流体源が熱廃水源である第５または第６の態様に記載のステージである。第９の態様は、ガス予冷手段またはガス予冷器の熱交換手段または熱交換器が冷凍器を含む第１〜８の態様のいずれかに記載のステージである。第１０の態様は、液体分離手段または液体分離器が、別の圧縮ステージから流体を受け入れるための流体入口を有する第１〜９の態様のいずれかに記載のステージである。
【００４０】
第１１の態様は、カスケードされた第１〜１０の態様のいずれか一つに記載の圧縮ステージを複数含む分解ガス圧縮のためのシステムであって、第一圧縮ステージが、分解ガス源に接続されたガス予冷手段またはガス予冷器を有し、続く圧縮ステージが、その前の圧縮ステージのガス冷却手段またはガス予冷器に接続されたガス予冷手段またはガス予冷器を有するシステムである。第１２の態様は、各ステージにおける圧縮機が、一般的な圧縮機駆動装置によって駆動される第１１の態様に記載のシステムである。
【００４１】
第１３の態様は、分解ガスを圧縮するためのプロセスであって、液体分離手段または液体分離器において分解ガスのガス状成分から液体成分を分離するステップと、圧縮機において液体分離手段または液体分離器からのガス状成分を圧縮するステップと、ガス冷却手段またはガス冷却器、一次ガス冷却器において圧縮ガス状成分を冷却するステップと、を含み、液体分離手段または液体分離器において分解ガスのガス状成分から液体成分を分離する前にガス予冷手段またはガス予冷器において分解ガスを予冷するステップと、冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて、吸収冷却手段からの第二冷却流体によってガス予冷手段を冷却するステップと、をさらに含むプロセスを提供する。第１４の態様は、ガス予冷手段またはガス予冷器が、熱交換手段または熱交換器と、吸収冷却手段または吸収式冷凍器と、を含み、吸収冷却手段または吸収式冷凍器からの第二冷却流体によって熱交換手段または熱交換器を冷却するステップと、冷却流体源からの第一冷却流体と加熱流体源からの熱水とを用いて、吸収冷却手段または吸収式冷凍器において第二冷却流体を生成するステップと、をさらに含む第１３の態様に記載のプロセスである。
【００４２】
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の図、詳細な説明および例から明らかになるであろう。なお、本発明は、本明細書に記載される特徴の全ての可能な組み合わせに関し、請求項に存在する特徴のそれらの組み合わせが特に好ましい。ゆえに、当然のことながら、本発明にかかる組成物、プロセス、システムに関する特徴の全ての組み合わせ、本発明にかかるプロセスに関する特徴の全ての組み合わせ、および本発明にかかるシステムに関する特徴と本発明にかかるプロセスに関する特徴との全ての組み合わせは、本明細書に記載される。しかし、図、詳細な説明および例は、本発明の特定の実施形態を示すが、例示としてのみ示されるものであって、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。追加的に、本発明の精神および範囲内の変更および改変は、この詳細な説明から当業者にとって明らかになるであろうということが考えられる。さらなる実施形態において、特定の実施形態からの特徴を他の実施形態からの特徴と組み合わせてもよい。たとえば、一実施形態からの特徴を他の実施形態のいずれかからの特徴と組み合わせてもよい。さらなる実施形態において、本明細書に記載される特定の実施形態に追加的な特徴を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１ａ】従来技術に係る圧縮機ステージを有する圧縮機システムの概略図。
【図１ｂ】従来技術に係る圧縮機ステージを有する圧縮機システムの概略図。
【図２ａ】本発明の実施形態に係る圧縮機ステージ。
【図２ｂ】本発明の実施形態に係る圧縮機ステージ。
【図２ｃ】本発明の実施形態に係る圧縮機ステージを有する圧縮機システムの概略図。
【図３】従来技術に係る吸収式冷凍器の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
従来技術に記載されているように、間にステージ間冷却器を有する３〜５つの圧縮機ステージの多くの構成が可能である。５つのステージを有する従来技術にかかる構成が図１ａに示される。各圧縮機ステージは、液体−ガス分離のための急冷カラムＶ−１０１、Ｖ−１１１、Ｖ−１２１、Ｖ−１３１、Ｖ−１４１と、圧縮機Ｋ−１１１、Ｋ−１２１、Ｋ−１３１、Ｋ−１４１、Ｋ−１５１と、ステージ間冷却器Ｈ−１１１／１１２、Ｈ−１２１／１２２、Ｈ−１３１／１３２、Ｈ−１４１／１４２、Ｈ−１５１／１５１と、を含む。ステージ間冷却器の後、水および炭化水素凝縮物を、たとえば、分留塔に、または別の圧縮機ステージに、圧縮機の前の急冷カラムに、さらなる処理のために、１０２、１１６、１２６、１３６、１４６、１５６により送ることができる。液体分解において、Ｃ６〜Ｃ８芳香族類を含むガソリン留分の大部分は、Ｃ４およびＣ５成分の多くもまた、圧縮機のステージ間冷却器内で凝縮される。この例における圧縮機Ｋ−１１１〜Ｋ−１５１は、一般的な軸２０８を介して一般的なタービンエンジンＸ−１０１によって駆動される。
【００４５】
図１ｂにおいて、前のステージに凝縮水および炭化水素を別ルートで送る図１ｂの構成と同様の従来技術において知られている別の構成が示されており、ここで急冷カラムＶ−１１１〜Ｖ−１４１は、次のステージから液体成分を受け入れるための入口を有する。
【００４６】
軽度の分解度（０．５８のプロピレン／エチレン比）で分解したナフサに由来する１００ｔ／ｈのエチレンを含む分解ガスを圧縮する、それぞれ図１ａおよび１ｂにかかる５つのステージの分解ガス圧縮機について、２つのコンピュータシミュレーションを行った。ステージ間冷却器出口１１４〜１５４の温度を３０℃に保つ。各圧縮機Ｋ−１１１〜Ｋ−１５１は、８０％の等エントロピー効率を有する。
【００４７】
急冷塔からの分解ガス（１０１）を吸引ドラム容器（Ｖ−１０１）に送り、任意の凝縮物（１０２）を急冷塔へポンプ輸送で戻すが、分解ガス（１ｘ１）を０．１５のＭＰａａの絶対圧力で（第一、第二、第三、第四、第五）圧縮機ステージ（Ｋ−１ｘ１）の入口に送る。圧縮機Ｋ−１ｘ１からの出口を、３０℃の温度に、熱交換器（Ｈ−１０１およびＨ−１ｘ２）によって冷却水源１０４からの冷却水に対して冷却し、吸引ドラム容器Ｖ−１１１、Ｖ−１２１、Ｖ−１３１、Ｖ−１４１およびＶ−１５１において、凝縮された炭化水素および水１０６、１１６、１２６、１３６、１４６、１５６を、それぞれ分解ガス１０１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１から分離する。
【００４８】
第三および第四圧縮機ステージの間で、ガス処理ユニットＺ−１００内におけるガス処理が、従来技術に記載されているように行われる。ガス処理ユニットＺ−１００内において、ガスは、ガス、たとえば、二酸化炭素、硫化水素、酸成分などを除去することによって精製される。分解ガスは、３．６Ｍｐａａ（流れ１６１）および３６．２ＭＷｍｅｃｈにおける計算圧縮機力に圧縮される。図１ａのスキームにおいて、凝縮された流れ（１１６、１２６、１３６、１４６、１５６）は、圧縮機へ（直接）戻って再利用されないが、分留塔、フラッシュ分離および／またはデカンタにおいて処理されて生成物を回収し、ポンプ輸送されて、さらなる処理のための所望の圧力および温度に加熱および／または冷却される可能性がある。
【００４９】
図１ｂのスキームにおいて、凝縮流れ１１６、１２６、１３６、１４６、１５６は、別々に処理されず、前のステージへ戻って再利用され、１１６は、急冷塔または第一ステージ吸引ドラム（Ｖ−１０１）へ戻される。図１ｂに示されるように、流れ１２６はＶ−１１１へ、流れ１３６はＶ−１２１へ、流れ１４６はＶ−１３２へ、流れ１５６はＶ−１４１へ。このスキームについて、全圧縮機力は３９．５ＭＷｍｅｃｈであると計算された。
【００５０】
図２ａにおいて、吸引ドラムＶ−２０１と、軸２７１を介してタービンエンジンＸ−２０１によって駆動される圧縮機Ｋ−２１１と、ステージ間冷却器Ｈ−２１１／Ｈ−２１２と、予冷器Ｈ−２０１と、を含む圧縮機ステージＳ−２０１が示される。ステージ間冷却器Ｈ−２１１／Ｈ−２１２の出口２１４は、後続の圧縮機ステージ（Ｓ−２０１、たとえば図２ｃ参照）に接続されうる。
【００５１】
入口２０１内の分解ガスは、予冷器Ｈ−２０１において１５℃（範囲は１〜２５℃でありうる）に予冷され、液体およびガス成分を分離するために吸引ドラムＶ−２０１に送られる。冷却器Ｈ−２０１は、吸収式冷凍器Ｙ−２０１によって冷却される冷水ループ（２０８）において分解ガスから熱を移動させる。吸収式冷凍器は、急冷水源２７４からの熱を、それを８０℃から７３℃に冷却し、それを温急冷水ヘッダ２７５に戻すことによって用いる。吸収式冷凍器Ｙ−２０１は、２５℃の冷却水源２７３から３５℃の冷却水ヘッダ２７２への冷却水に、急冷水および冷水ループから熱を移動させる。
【００５２】
吸引ドラムＶ−２０１において、凝縮水および炭化水素は２０３から分離され、ポンプ輸送され、加熱されて、ガス流２０４においてそれを分離して、急冷塔と、デカンタ（図２ａで不図示）において水から炭化水素を分離することができる液体流れ２０５と、に送り返す。
【００５３】
急冷水源２７４における急冷塔からの急冷水は、典型的には温度が約８５〜７５℃であるが、蒸気分解器におけるこれの使用は、Ｃ３オレフィン／パラフィン分離のための再沸騰器が主要消費体である蒸留カラムにおけるいくつかの再沸騰器に限定される。大量の急冷水を用いることはできず、熱は、空気および冷却水に冷却することによって廃棄されなければならない。しかるに、有利には、吸収式冷凍器Ｙ−２０１を操作するために急冷水を用いることができる。吸収式冷凍器の操作は、図３および対応する記載において説明される。
【００５４】
冷凍器２０１のための図２ｂの冷水源は、一次冷却器Ｈ−２１２からの冷却水によって冷却される吸収式冷凍器Ｙ−２１１である。続いて、吸収式冷凍器Ｙ−２１１からの冷却水は、二次冷却器Ｈ−２１１に供給される。しかるに、冷却水源２７３からの冷却水は、より効率的に用いられる。
【００５５】
図２ｃにおいて、図１ａおよび１ｂに係る第一ステージにおける冷凍器２０１からの冷却水を用いるための両構成がそれぞれ示される。ステージＳ−２０１の冷凍器２０１が、冷却水源２７３からの冷却水によって直接冷却される吸収式冷凍器Ｙ−２０１から冷却流体を受け入れるのに対して、ステージＳ−２０２の冷凍器Ｈ−２１３は、ステージＳ−２０１の一次ガス冷却器Ｈ−２１２からの冷却流体によって冷却される吸収式冷凍器Ｙ−２１１からその冷却流体を受け入れる。
【００５６】
図２ｃにおいて、さらなる圧縮機ステージＳ−２０３〜Ｓ−２０５が、圧縮機ステージのカスケードにおいて示される。圧縮機ステージＳ−２０３には、図１ａおよび１ｂにおける構成におけるものと同じ機能を有するガス処理ユニットＺ−２００が設けられる。
【００５７】
図２ｃにおいて、吸引ドラムＶ−２０１（２１１）からの蒸気は、第一圧縮機ステージＳ−２０１に送られ、圧縮機Ｋ−２１１によって０．３ＭＰａａに圧縮され（２１２）、それは、Ｈ−２１１およびＨ−２１２によって２０〜５０℃の温度、好ましくは約３０℃に冷却され、さらに、Ｈ−２１３によって１〜２５℃の温度、好ましくは約１５℃に冷却され、冷凍器Ｈ−２１３を介して第二ステージＳ−２０２の吸引ドラムＶ−２１１に供給され、それはステージＳ−２０２のために予冷される。
【００５８】
ステージＳ−２０２の吸引ドラムＶ−２１１において、凝縮水および炭化水素類は、デカンタにおける水から炭化水素類を分離することができる２１６から分離される。吸引ドラムＶ−２１１からの蒸気は、それがガス冷却器Ｈ−２２１、Ｈ−２２２によって冷却される圧縮機Ｋ−２２１に供給される。
【００５９】
冷却器Ｈ−２１３は、吸収式冷凍器Ｙ−２１１によって冷却される冷水ループ２１８において分解ガスから熱を移動させる。吸収式冷凍器Ｙ−２１１は、急冷水源２７４からの熱を、それを８０℃から７３℃に冷却し、それを温急冷水ヘッダ２７５に戻すことによって用いる。Ｈ−２１１、Ｈ−２１２およびＹ−２１１からの熱を、まずＨ−２１２によって、次いでＹ−２１１によって、次いでＨ−２１１によって加熱される冷却水２１７のカスケードに移動させる。
【００６０】
上記のシーケンスをステージＳ−２０３およびＳ−２０５において繰り返す。ステージＳ−２０２からの蒸気は、冷凍器Ｈ−２２３において予冷され、吸引ドラムＶ−２２１に供給され、そこから、それは圧縮機ステージＫ−２３１に供給され、３ｂａｒａ（２３２）に圧縮され、それはＨ−２３１およびＨ−２３２によって、たとえば３０℃（２０〜５０℃の範囲）に冷却される。
【００６１】
ステージＳ−２０３とＳ−２０４の間に、記載される通りのガス処理ユニットＺ−２００が含まれる。この場合、Ｈ−２３３は、このガス精製ステップの下流に位置する。流れを含む追加的な炭化水素は、吸引容器Ｖ−２０２、Ｖ−２０１、Ｖ−２１１、Ｖ−２２１、Ｖ−２３２、Ｖ−２４１、Ｖ−２５１に加えられうるが、図示していない。
【００６２】
図１ａに記載される通りのシステムと比較して、圧縮機負荷は大幅に低下し、総圧縮機負荷は３６．２ＭＷｍｅｃｈから３３．５ＭＷｍｅｃｈに低下する。表１において、圧縮機ステージ１つ当たりの結果が提供される。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
表１における比較例から、圧縮の前に分解ガスの予冷を用いることによって、およそ３ＭＷの機械的動力が節約されることが明らかである。
【００６５】
吸収式冷凍器によるステージ入口冷却の別の重要な効果は、図２ｃのこの例において図１ａよりも９〜１７℃低い圧縮機ステージ出口温度である。これによって、圧縮機およびステージ間冷却器におけるファウリングが減少する。さらに、これによって、圧縮機ステージがより少ない、より安価な圧縮機設計が可能になる。
【００６６】
表２において、図１ａにおける圧縮機Ｋ−１１１、Ｋ−１２１、Ｋ−１３１、Ｋ−１４１、Ｋ−１５１と図２ｃにおける圧縮機Ｋ−２１１、Ｋ−２２１、Ｋ−２３１、Ｋ−２４１、Ｋ−２５１との入口温度および出口温度が示される。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
Ｙ−２４１の急冷水使用量は、６７２ｔ／ｈに達する。ヘッダ２７４からの熱急冷水は、８０℃で吸収式冷凍器Ｙ−２４１に供給され、６．３ＭＷｔｈの熱を受けた後、それは温急冷水として７３℃でヘッダ２７５に戻される。さらに、この温急冷水を、たとえばＣ３分留塔における再沸騰器熱量（Ｈ−２６１）として用いることができる。急冷水のこのカスケードによって、急冷塔から移した有効熱量の最適使用が可能になる。同じ原理および量が吸収式冷凍器Ｙ−２０１、Ｙ−２１１、Ｙ−２２１、Ｙ−２３１に当てはまる。
【００６９】
カスケード冷却水流２１７、２２７、２３７および２４７に関して、図２ｃに係る２４７について例が提供される。冷却水は、まず吸収式冷凍器Ｙ−２４１ではなく二次分解ガス冷却器Ｈ−２４２に供給され、次いで第一分解ガス冷却器Ｈ−２４１に供給される。これによって冷却水が節約される。例：冷却水源２７３から２５℃の１４００ｔ／ｈの冷却水（２４７）が第二の第四ステージ−ステージ間冷却器Ｈ−２４２に供給され、それが１．９ＭＷｔｈの熱を吸収し、２６．２℃の温度で出る。次に、冷却水は、吸収式冷凍器において用いられて冷凍器からの移動させた１０．６ＭＷｔｈの熱（急冷水からの熱＋プロセスから除去された熱）を吸収し、その結果、３２．８℃に加熱される。次いで、冷却水は、一次第四ステージ−ステージ間冷却器Ｈ−２４１に送られ、それは３．５ＭＷｔｈの熱を吸収し、３５℃に加熱される。
【００７０】
再利用が完全な図１ｂに記載される通りのスキームは、図２ｃにも当てはまりうる。図２ｃと比較した差異は、生成物流れ２１６、２２６、２３６、２４６および２５６が別々の生成物ではなく、それぞれの前の圧縮機ステージ吸引ドラムへ戻って再利用されるということである。
【００７１】
表３において、生成物流れ２１６、２２６、２３６、２４６および２５６が再利用される図２ｃのシステムと比較した従来技術にかかる図１ｂにかかるシステムの圧縮機負荷が示される。
【００７２】
【表３】
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【００７３】
表３における比較例から、中間生成物流２１６、２２６、２３６、２４６および２５６が前のステージで再利用される場合においても、圧縮の前に分解ガスの予冷を用いることによって、およそ３ＭＷの機械的動力が節約されることが明らかである。
【００７４】
図３は、圧縮ステージＳ−２０１〜Ｓ−２０５において用いられる通りの吸収式冷凍器３００の概略図が以下で説明されることを示す。
【００７５】
吸収式冷凍器における吸収冷却サイクルは、機械的蒸気圧縮冷凍サイクルと同様に、冷媒の蒸発潜熱を利用して、入ってくる冷水から熱を除去する。蒸気圧縮冷凍システムは、冷媒および圧縮機を用いて、凝縮器において凝縮される冷媒蒸気を移動させる。しかし、吸収サイクルは、冷媒３０５としての水と、吸収剤３０６としての吸収剤臭化リチウム溶液とを用いて、蒸発冷媒を吸収する。次いで、溶液に熱を加えて吸収剤から冷媒蒸気を放出する。次いで、凝縮器において冷媒蒸気を凝縮する。
【００７６】
図３の基本的な単一効果吸収式冷凍器３００は、作動溶液として冷媒３０５および吸収剤３０６とともに、生成器３０３、凝縮器３０１、蒸発器３１０および吸収器３１１を含む。生成器３０３は、熱源、たとえば、バーナーからの熱ガス、蒸気、熱水などの流体３０７を利用して、生成器３０３において吸収剤溶液３０６から冷媒３０２を蒸発させる。放出された冷媒蒸気３０２は凝縮器３０１に移動し、ここでそれは液体冷媒３０５に凝縮されて戻され、熱交換器３１５における冷却塔水３０４に熱を移動させる。一旦凝縮されると、液体冷媒３０５は蒸発器３１０に送られ、ここでそれは蒸発器管３０８にわたって分布し、蒸発器管３０８において冷水３１６から熱を除去し、液体冷媒３０５を冷媒蒸気３１４に蒸発させる。
【００７７】
生成器３０３からの吸収剤溶液３０６は、冷却管３０９を介して吸収器３１１内へ入り、蒸発器３１０からの冷媒蒸気３１４を吸収しつつ、それ自体を希釈する。次いで、希釈された吸収剤溶液３１２は、ポンプ３１３を介して生成器３０５にポンプ輸送で戻され、ここでサイクルが再び開始される。
【００７８】
吸収式冷凍器３００は、反応器排出物からの水／蒸気の凝縮から放出される低温熱を消費し、０〜３０℃の冷却デューティを提供する能力を有する。
【００７９】
吸収式冷凍器プロセスは、非常にエネルギー効率的なプロセスというわけではなく、典型的には、熱入熱の７０％のみが熱的冷却デューティに転化される。しかし、プロセスは低温廃熱を利用することができるので、このことは、充分な廃熱が利用可能である場合に問題ではない。
【００８０】
上記例における作動溶液として臭化リチウムが用いられるが、他の作動媒質も使用可能である。アンモニア水混合物に基づいた吸収式冷凍器は同様に一般的であり、臭化リチウム吸収式冷凍器の代わりに使用されうる。
【００８１】
図２ａにおける圧縮機ステージ２０１において、生成器３０３を加熱するための加熱流体３０７は、急冷水源２７４から得られる。凝縮器３０１のための冷却水３０４は、冷却水源２７３から、またはガス冷却器Ｈ−２１２の冷却水出口から得られる。蒸発器管３０８は、図２ａにおけるループ２０８を介した予冷冷凍器Ｈ−２０１のための冷却液３１６の冷却に備えるものである。
【００８２】
上記の実施形態は例示目的のみに示される。これらの実施形態に対する変更および改変は、以下で請求項において述べられる通りの保護の範囲を逸脱することなく可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０１、１１４、１２４、１３４、１４４、１５４  分解ガス入口
Ｋ−１１１、Ｋ−１２１、Ｋ−１３１、Ｋ−１４１、Ｋ−１５１  圧縮機
１０８      一般的駆動装置軸
１１２、１２２、１３２、１４２、１５２  圧縮機出口
１１１、１２１、１３１、１４１、１５１  圧縮機入口
１１７、１２７、１３７、１４７、１５７  冷却水入口
１１３、１２３、１３３、１４３、１５３  相互接続部
１０３      冷却水源
１０４      冷却水ヘッダ
１３９      ガス精製器入口
Ｈ−１１１、Ｈ−１２１、Ｈ−１３１、Ｈ−１４１、Ｈ−１５１  一次ガス冷却器
Ｈ−１１２、Ｈ−１２２、Ｈ−１３２、Ｈ−１４２、Ｈ−１５２  二次ガス冷却器
１１６、１２６、１３６、１４６、１５６  中間生成物流
Ｚ−１００  ガス精製器
２０１、２０２、２１５、２２５、２３５、２４５、２５４      分解ガス入口
Ｋ−２１１、Ｋ−２２１、Ｋ−２３１、Ｋ−２４１、Ｋ−２５１  圧縮機
Ｈ−２１１、Ｈ−２２１、Ｈ−２３１、Ｈ−２４１、Ｈ−２５１  一次ガス冷却器
Ｈ−２１２、Ｈ−２２２、Ｈ−２３２、Ｈ−２４２、Ｈ−２５２  二次ガス冷却器
Ｙ−２０１、Ｙ−２１１、Ｙ−２２１、Ｙ−２３２、Ｙ−２４１  吸収式冷凍器
Ｖ−２０１、Ｖ−２１１、Ｖ−２２１、Ｖ−２３２、Ｖ−２４１  液体分離器
Ｖ−２０２  液体分離器
Ｈ−２０１、Ｈ−２１３、Ｈ−２２３、Ｈ−２３３、Ｈ−２４３  予冷冷凍器
２１６、２２６、２３６、２４６、２５６  中間生成物流
２７３      冷却水源
２７２      冷却水ヘッダ
２７４      急冷水源
２７５      急冷水ヘッダ
３００      吸収式冷凍器
３０１      凝縮器
３０２      冷媒蒸気
３０３      生成器
３０４      凝縮器冷却水
３０５      冷媒
３０６      吸収剤
３０７      加熱流体
３０８      蒸発器管
３０９      冷却管
３１０      蒸発器
３１１      吸収器
３１２      希釈吸収剤
３１５      熱交換器
３１６      冷水
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2019536839.tif 000013