(57)【要約】本発明はパラフィン−含有炭化水素供給物からのモノ−オレフィンの製造方法を提供するものであり、該方法は炭化水素供給物と分子酸素−含有ガスとの混合物を通常の多燃料の可燃性の限界を超えた燃焼を支援することが可能な触媒と接触させて部分的に燃焼し、続いて前記燃焼の生成物を分離することからなり、分離のためのエネルギーが熱エネルギーと機械エネルギーとを燃料の燃焼によって同時に生成するコジェネレーション法によって提供され、機械エネルギーは電気へ変換され、熱エネルギーは蒸気タービンに使用される蒸気を作り出すために使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラフィン−含有炭化水素供給物からのモノ−オレフィンの製造方法であって炭化水素供給物と分子酸素−含有ガスとの混合物を通常の多燃料の可燃性の限界を超えた燃焼を支援することが可能な触媒と接触させて部分的に燃焼し、続いて前記燃焼の生成物を分離することからなり、分離のためのエネルギーが熱エネルギーと機械エネルギーとを燃料の燃焼によって同時に生成するコジェネレーション法によって提供され、機械エネルギーは電気へ変換され、熱エネルギーは蒸気タービンに使用される蒸気を作り出すために使用されるパラフィン−含有炭化水素供給物からのモノ−オレフィンの製造方法。
【請求項２】
前記燃焼の生成物を分離する前に、生成物が圧縮され圧縮のためのエネルギーもコジェネレーション法によって供給される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コジェネレーションのための燃料が分離法の生成物の一つからなる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
機械エネルギー及び熱エネルギーが熱機関又はガス機関によって供給される請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
ガスタービンの機械エネルギーから生じ、蒸気タービンによって生じる電気が分離及び望ましくは圧縮ステップの両者へエネルギーを供給するために使用される請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
パラフィン含有炭化水素供給物がエタン、プロパン、ブタン又はそれらの混合物から選択される請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
パラフィン含有炭化水素供給物がエタンである請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
炭化水素供給物及び分子酸素−含有ガスの混合物が１−４０ｂａｒｇの間の圧力にて部分的に燃焼される請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
炭化水素供給物及び分子酸素−含有ガスの混合物が５００℃以上の温度にて部分的に燃焼される請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
パラフィン含有炭化水素供給物及び酸素−含有ガスが２００乃至５００℃の間で予備加熱される請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
分離ユニットが燃料ガスを生成し、これが複合サイクルコジェネレーションユニットのガスタービンへ送られる請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は炭化水素からのオレフィンの製造方法に関し、特に炭化水素がオートサーマルクラッキングにて処理されるエネルギー効率の良い方法に関する。
【０００２】
オレフィン（エチレン、プロピレン及びブテン）の製造は非常にエネルギー集約的方法である。現在の水蒸気分離技術は、クラック供給物に対するエネルギーをオレフィン生成物に供給するプロセス用炉、生成物からの熱回収、生成物流を比較的高圧（３−５００ｐｓｉｇ）に加圧する巨大な圧縮器、そして生成物を分離精製するための蒸留を必要とする。プロセス用炉はクラッキングの熱を供給するのに比較的非効率的な方法である：プロセス用炉にて放出された熱のたった約４０乃至５０％がクラッキング反応に使用されるのみである。炉熱の残りは加熱炉の対流部で回収され、高圧蒸気を提供するプロセスガス熱回収システムと統合され、反応器の排出及び冷却圧縮機を駆動させる。（高圧蒸気の形態の）如何なる追加のエネルギーも典型的には補助的なボイラーによって供給される。水蒸気分離は、スチームサイクルが熱力学的に効率の悪い圧縮エネルギーを供給するという欠点や、燃料の熱エネルギーのたった約２５％しか有効な軸の動きに変換しないという欠点に苦しめられている。これは、プロセス用炉の低効率と相まって、オレフィンの製造を非常に燃料−集約的にしている。
【０００３】
そのような方法の効率を改良する一つの方法は、（エネルギーを供給するためにガス及び蒸気タービンの両者を使用した）コジェネレーションによってクラッキングのための熱を供給することであり、これは燃料熱エネルギーを有効な軸の動きに変換することに５５％まで有効である。この実施例は国際公開第０１／０４２３６号パンフレットに記載されており、ここで水蒸気分離法は炭化水素混合物を熱するためエネルギー源がコジェネレーションユニットによって供給されることを特徴とする。コジェネレーションユニットは分解された炭化水素から供給された燃料の燃焼によって熱エネルギーと機械エネルギーを同時に生成し；炭化水素及び蒸気の混合物は熱エネルギーによって予備加熱され、一方、機械エネルギーは交流発電機又はエネルギー発電機によって電気へ変換され、これは次に所望のクラッキング温度まで炭化水素混合物を加熱するために使用される。
【０００４】
米国特許第４９１２２８２号明細書には炭化水素のクラッキング方法が開示されており、これは燃料及び酸素−含有ガスの混合物が分解炉中で燃焼され炭化水素をクラッキングするための熱を生成している。酸素−含有ガスは予備加熱された空気及びガスタービンからの膨張した排ガスの混合物からなり、これはガス発生器中で圧縮された空気及び燃料を燃焼する生成物と共に供給される。ガスタービンは発電機を駆動させ、これは本方法において使用される圧縮機を作動させる。
【０００５】
上記のようなガスタービンの使用はそのようなクラッキング法の効率を改良するが、従来の水蒸気分離法は本質的にエネルギーを自給自足可能であり、方法全体に必要とされる総熱量のかなりの割合（例えば６０％以上）は加熱炉の排ガス及び分解された生成物を冷却することから調達できる。従って必要とされる更なる熱はコジェネレーション法が適用可能な部分であり、比較的小さく（例えば４０％以下）、エネルギー効率全体にわたって利用可能な増加は比較的限定され、おそらくほぼ１５％程度である。
【０００６】
オートサーマルクラッキングは、炭化水素供給物を酸素と混合し触媒に通過させるオレフィンへの新しい手段である。触媒表面にて燃焼が開始し、反応物質を工程温度まで昇温させ、吸熱クラッキング工程を実施するために要される熱がその場で生じる。その結果、プロセス用炉の必要が無くなる。そのような工程は例えば欧州特許第３３２２８９号明細書、欧州特許第５２９７９３号明細書、欧州特許出願公開第０７０９４４６号明細書及び国際公開第００／１４０３５号パンフレットに記載されている。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０１／０４２３６号パンフレット
【特許文献２】米国特許第４９１２２８２号明細書
【特許文献３】欧州特許第３３２２８９号明細書
【特許文献４】欧州特許第５２９７９３号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０７０９４４６号明細書
【特許文献６】国際公開第００／１４０３５号パンフレット
【０００８】
コジェネレーションステップをオートサーマルクラッキング法に組み込むことが従来の水蒸気分離法に組み込む場合に一般的に可能な増加より実質的により高いエネルギー効率が得られることを我々は見出した。
【０００９】
従って、本発明はパラフィン−含有炭化水素供給物からのモノ−オレフィンの製造方法を提供するものであり、炭化水素供給物と分子酸素−含有ガスとの混合物を通常の多燃料の可燃性の限界を超えた燃焼を支援することが可能な触媒と接触させて部分的に燃焼し、続いて前記燃焼の生成物を分離することからなり、分離のためのエネルギーが熱エネルギーと機械エネルギーとを燃料の燃焼によって同時に生成するコジェネレーション法によって提供され、機械エネルギーは電気へ変換され、熱エネルギーは蒸気タービンに使用される蒸気を作り出すために使用される。
【００１０】
通常前記燃焼の生成物を分離する前に、生成物は生成物の分離及び精製を容易にするため圧縮される。本発明の好ましい実施の形態において、圧縮のエネルギーもコジェネレーション法によって供給される。
【００１１】
従って、本発明はまたパラフィン−含有炭化水素供給物からのモノ−オレフィンの製造方法を提供するものであり、炭化水素供給物と分子酸素−含有ガスとの混合物を通常の多燃料の可燃性の限界を超えた燃焼を支援することが可能な触媒と接触させて部分的に燃焼する第一ステップと、続いて前記燃焼の生成物を圧縮し分離するステップからなり、分離及び圧縮ステップのためのエネルギーが熱エネルギーと機械エネルギーとを燃料の燃焼によって同時に生成するコジェネレーション法によって提供され、機械エネルギーは電気へ変換され、熱エネルギーは蒸気タービンに使用される蒸気を作り出すために使用される。
【００１２】
本発明がオートサーマルクラッキング法の燃料必要量を４０％程まで、実質的にコジェネレーションが従来の水蒸気分離法に適用される場合の利得以上に減少することが可能であることを我々は見出した。オートサーマルクラッキングはそれ自身従来の水蒸気分離より効率的であり、本発明の方法の燃料必要量は従来の水蒸気分離法の三分の一ほど少なくてよく；実に、コジェネレーションを組み合わせた従来の水蒸気分離法は理論的に燃料をほぼ三倍必要とする。
【００１３】
望ましくはコジェネレーションの燃料は分離工程の生成物の一つからなる。機械エネルギー及び熱エネルギーは熱機関又はガス機関、望ましくはガスタービンによって供給されることも望ましい。
【００１４】
好ましい方法において、ガスタービンの機械エネルギーから生じた、そしてまた蒸気タービンによって生じた電気は分離及び望ましくは圧縮ステップの両者を作動させるのに使用される。
【００１５】
パラフィン系炭化水素供給原料は好適には、エタン、プロパン又はブタンであって良い。それは実質的に純粋又はその他の炭化水素及び状況に応じて例えばメタン、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気又は水素のような別の物質との混合物であって良い。ナフサ、軽油、減圧軽油又はそれらの混合物のようなパラフィン系炭化水素−含有フラクションが採用され得る。好適な供給原料はガス状パラフィン系炭化水素の混合物であり、主にエタンからなり、その結果天然ガスからメタンが分離される。好ましいものは主にエタンからなるパラフィン系炭化水素であり、これは主にエチレンからなる生成物をモノ−オレフィンとして供給する。
【００１６】
分子酸素−含有ガスとしては、酸素又は空気の何れかが好適に使用され得る。酸素、必要に応じて不活性ガス例えば窒素で希釈されたものを使用することが好ましい。触媒と接触させる前に、酸素−含有ガスとパラフィン系炭化水素供給原料とを予備混合しておくと好ましい。触媒の存在の下で、ガス状パラフィン系炭化水素／分子酸素−含有ガス混合物の組成は、二酸化炭素と水とへの完全変換のための炭化水素の酸素−含有ガスに対する化学量論的比率の好適には５乃至１３．５倍である。好ましい組成は炭化水素の酸素−含有ガスに対する化学量論的比率の５乃至９倍である。
【００１７】
第一工程によると、触媒は多燃料の可燃性の限界（ｔｈｅ  ｆｕｅｌ  ｒｉｃｈ  ｌｉｍｉｔ  ｏｆ  ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ）を超えて燃焼を支援することが可能な如何なる触媒であっても良い。触媒はその触媒成分としてＶＩＩＩ族金属からなっていて良い。好適なＶＩＩＩ族金属としてはプラチナ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム及びイリジウムが挙げられる。ロジウム、そして特にプラチナ及びパラジウムが好ましい。典型的なＶＩＩＩ族金属の充填量は、触媒の総乾燥重量に基づき０．０１乃至１００重量％、望ましくは０．０１乃至２０重量％、そしてより好ましくは０．０１乃至１０重量％の間の範囲である。
【００１８】
ＶＩＩＩ族触媒が採用される場合、望ましくは触媒促進剤と組み合わせて使用される。促進剤はＩＩＩＡ、ＩＶＡ及び／又はＶＡ金属であって良い。もう一つの方法として、促進剤は遷移金属であって良く；遷移金属促進剤はＶＩＩＩ族遷移金属触媒成分として採用され得るものと異なる金属である。
【００１９】
好ましいＩＩＩＡ金属としてはＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ及びＴｌが挙げられる。これらのうち、Ｇａ及びＩｎがより好ましい。好ましいＩＶＡ族金属としてはＧｅ，Ｓｎ及びＰｂが挙げられる。これらのうち、Ｇｅ及びＳｎがより好ましい。好ましいＶＡ金属はＳｂである。ＶＩＩＩＢ族金属のＩＩＩＡ、ＩＶＡ又はＶＡ族金属に対する原子比率は１：０．１−５０．０、望ましくは１：０．１−１２．０であって良い。
【００２０】
遷移金属系における好適な金属としては周期律表のＩＢ乃至ＶＩＩＩ族の金属が挙げられる。特に、周期律表のＩＢ，ＩＩＢ，ＶＩＢ，ＶＩＩＢ及びＶＩＩＩ族から選択された遷移金属が好ましい。そのような金属の例としてはＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｚｎ，Ｃｄ及びＨｇが挙げられる。より望ましい遷移金属促進剤はＭｏ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ及びＺｎである。ＶＩＩＩ族金属の遷移金属促進剤に対する原子比率は１：０．１−５０．０、望ましくは１：０．１−１２．０であって良い。
【００２１】
望ましくは、触媒は一つのみの促進剤からなり、促進剤はＩＩＩＡ族、ＩＶＡ族、ＶＢ族及び遷移金属系から選択される。例えば、触媒はロジウム、プラチナ及びパラジウムから選択される金属と、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ａｇ，Ａｕ又はＣｕから構成される群から選択される促進剤からなっていて良い。そのような触媒のより望ましい実施例としてはＰｔ／Ｇａ，Ｐｔ／Ｉｎ，Ｐｔ／Ｓｎ，Ｐｔ／Ｇｅ，Ｐｔ／Ｃｕ，Ｐｄ／Ｓｎ，Ｐｄ／Ｇｅ，Ｐｄ／Ｃｕ及びＲｈ／Ｓｎが挙げられる。Ｒｈ，Ｐｔ又はＰｄは触媒の総重量の０．０１及び５．０重量％の間、望ましくは０．０１及び２．０重量％の間、そしてより望ましくは０．０５及び１．０重量％の間からなっていて良い。Ｒｈ，Ｐｔ又はＰｄのＩＩＩＡ，ＩＶＡ又は遷移金属促進剤に対する原子比率は１：０．１−５０．０、望ましくは１：０．１−１２．０であって良い。例えば、Ｒｈ，Ｐｔ又はＰｄのＳｎに対する原子比率は１：０．１−５０、望ましくは１：０．１−１２．０、より望ましくは１：０．２−３．０、そしてもっとも望ましくは１：０．５−１．５であって良い。一方、Ｐｔ又はＰｄのＧｅに対する原子比率は１：０．１乃至５０、望ましくは１：０．１−１２．０、そしてより望ましくは、１：０．５−８．０であって良い。Ｐｔ又はＰｄのＣｕに対する原子比率は１：０．１−３．０、望ましくは１：０．２−２．０、そしてより望ましくは１：０．５−１．５であって良い。
【００２２】
もう一つの方法として、促進剤はＩＩＩＡ族、ＩＶＡ族及び遷移金属系から選択される少なくとも２つの金属からなっていて良い。例えば、触媒がプラチナからなる場合、プラチナは例えばパラジウム及び銅といった遷移金属系からの２つの金属で促進され得る。そのようなＰｔ／Ｐｄ／Ｃｕ触媒は、乾燥触媒の総重量に基づき０．０１乃至５重量％、望ましくは０．０１乃至２重量％、そしてより望ましくは０．０１乃至１重量％の量のパラジウムからなっていて良い。ＰｔのＰｄに対する原子比率は１：０．１−１０．０、望ましくは１：０．５−８．０、そしてより望ましくは１：１．０−５．０であって良い。プラチナの銅に対する原子比率は望ましくは１：０．１−３．０、より望ましくは１：０．２−２．０、そして最も望ましくは１：０．５−１．５である。
【００２３】
触媒がプラチナからなる場合、もう一つの方法として、ある遷移金属で促進されても良く、周期律表のＩＩＩＡ族又はＩＶＡ族から選択される別の金属で促進されても良い。そのような触媒において、パラジウムは触媒の総重量に基づき０．０１乃至５重量％、望ましくは０．０１乃至２．０重量％、そしてより望ましくは０．０５乃至１．０重量％の量にて存在し得る。ＰｔのＰｄに対する原子比率は１：０．１−１０．０、望ましくは１：０．５−８．０、そしてより望ましくは１：１．０−５．０であって良い。ＰｔのＩＩＩＡ又はＩＶＡ族の金属に対する原子比率は１：０．１−６０、望ましくは１：０．１−５０．０であって良い。望ましくは、ＩＩＩＡ又はＩＶＡ族の金属はＳｎ又はＧｅであり、最も望ましくはＳｎである。
【００２４】
懸念を回避するために、触媒中のＶＩＩＩ族の金属及び促進剤は如何なる形態で存在しても良く、例えば、金属として、又は酸化物のような金属化合物の形態で存在して良い。
【００２５】
触媒の調製の間に実際に採用される金属全てが触媒組成物中に組み込まれないので、触媒中の金属の実際の濃度は触媒の調製において採用される公証濃度と同一ではない傾向にあることが理解されるべきである。従って、公証金属濃度は所望の実際の金属濃度が達成されたことを確認するために変化されなくてはならないであろう。
【００２６】
オートサーマルクラッキング触媒は、金網の形態のような非担持であってよいが、望ましくは担持されていると良い。セラミック又は金属担体のような如何なる好適な担体も使用され得るが、セラミック担体が一般的に好ましい。セラミック担体が使用される場合、セラミック担体の組成物は例えば６００℃及び１２００℃の間のような高温にて安定な如何なる酸化物、又は酸化物の組み合わせであって良い。担体物質は望ましくは低熱膨張係数を有し、高温にて相分離に耐える。
【００２７】
好適なセラミック担体としては、コーデライト、リチウムアルミニウムシリケート（ＬＡＳ）、アルミナ（α−Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニアで安定化されたイットリア、アルミナチタネート、ニアスコン（ｎｉａｓｃｏｎ）及びカルシウムリン酸ジルコニルが挙げられる。セラミック担体は例えばγ−Ａｌ２Ｏ３といったウォッシュ−コートされたものが良い。
【００２８】
オートサーマルクラッキング触媒は当技術分野にて知られている如何なる方法によっても調製され得る。例えば、ゲル法及び湿式−含浸技術が採用され得る。典型的には、担体は金属からなる一つ以上の溶液に含浸され、乾燥されそして次に空気中で焼成される。担体は一つ以上の工程にて含浸され得る。望ましくは、複数の含浸工程が採用される。担体は望ましくは含浸の間に乾燥されそして焼成され、そして次に望ましくは空気中にて最終焼成される。焼成された担体は次に、例えば水素雰囲気中にて熱処理によって還元され得る。反応は好適には６００℃及び１２００℃の間、望ましくは８５０℃及び１０５０℃の間、そして最も望ましくは９００℃及び１０００℃の間の触媒出口温度にて実施され得る。
【００２９】
オートサーマル分解炉は大気圧又は高圧にて操作され得る。１乃至４０ｂａｒｇの圧力が好適であり得、望ましくは１−５ｂａｒｇ、例えば１．８ｂａｒｇが採用される。しかしながら５ｂａｒｇ以上の総圧力が使用され得、通常１５ｂａｒｇ以上の総圧力が使用され得る。オートサーマルクラッキングが１５−４０ｂａｒｇ、有利には２０−３０ｂａｒｇの間の範囲の圧力、例えば２５ｂａｒｇにて操作される場合、分離及び精製を促進するための生成物流の圧縮の必要性が減少し、望ましくは完全に排除される。
【００３０】
オートサーマル分解炉は好適には５００℃以上の温度、例えば６５０℃以上、典型的には７５０℃以上、そして望ましくは８００℃以上にて操作され得る。温度上限の限界は好適には１２００℃まで、例えば１１００℃まで、望ましくは１０００℃までであり得る。触媒出口温度は好適には６００℃乃至１２００℃の範囲、望ましくは８５０℃乃至１０５０℃の範囲、そして最も望ましくは９００℃乃至１０００℃の範囲であり得る。
【００３１】
本質的特徴ではないが、供給原料及び酸素−含有ガスを予備加熱するには好適には２００−５００℃の間、望ましくは２００−３００℃の間が好ましい。
【００３２】
望ましくは、ガス状供給原料及び分子酸素−含有ガスは、一酸化炭素及び二酸化炭素の形成を最小限に抑えるために８０，０００ｈｒ−１以上の排ガス空間速度（ＧＨＳＶ）の下、混合され、オートサーマル分解炉へ供給される。望ましくは、ＧＨＳＶは２００，０００ｈｒ−１を超え、特に１，０００，０００ｈｒ−１以上である。本発明の目的のため、ＧＨＳＶはＮＴＰ／時間／（触媒床の体積）での総供給量の体積として規定される。
【００３３】
操作の好ましい方法の更なる詳細については、前述の欧州特許第０３３２２８９号明細書、欧州特許第０５２９７９３号明細書及び欧州特許出願公開第０７０９４４６号明細書にて参照され得る。
【００３４】
オートサーマルクラッキング法において生成される如何なるコークスも機械的手段又は欧州特許出願公開第０７０９４４６号明細書に記載されているような脱炭方法の一つを用いることによって除去され得、公報の内容はここに引用して組み込まれる。
【００３５】
反応生成物は、それらが反応チャンバから出て更なる反応が進行するのを避けるように、望ましくは急冷される。急冷することによる熱は高圧の流れを生じさせるために使用され得、これはそれを要する全ての方法のこれら部分のための力を供給するために使用される。
【００３６】
分解されたガスは次に、分離される前に圧縮される。モノ−オレフィン及び合成ガスに加えて、分解反応は少量のアセチレン、芳香族化合物及び二酸化炭素を生成する。二酸化炭素は、典型的にはＭＥＡ又はＴＥＡ（又は両者の混合物）のようなアミン−ベース吸収システム、又はその他の工業的に利用可能なＣＯ２除去方法を用いて通常除去される。分解されたガスは次に当技術分野では周知のように極低温分離ユニットにて処理される。
【００３７】
分離ユニットの生成物の一つが燃焼ガス（メタン及び水素を含む軽ガス）であり、そしてより好ましい実施の形態においてこれは複合サイクルコジェネレーションユニットのガスタービンへ送られる。典型的なコジェネレーションユニットにおいて、ガスタービンは圧縮機及び拡張機の部分からなる。燃焼用空気は圧縮機に入り次に燃焼チャンバ中の燃料と接触する。熱い燃焼ガスは拡張機を通過して流れ圧縮機のためのエネルギーを供給し、付随の発電機を駆動させる。ガスタービンからの熱い排気ガスのエネルギーは高−圧流の発生により回収される。この流れは蒸気タービンを通過して更なる電気を生成するために使用される。燃料エネルギーを電気エネルギーへ変換するこのシステムの全体的効率は約５０−５５％であり、典型的な蒸気サイクルのおおよそ二倍である。
【００３８】
好都合なことに、コジェネレーションユニット中のガスタービン及び蒸気タービンから生じる電力は極低温分離ユニットにて採用される圧縮機、分解されたガスを圧縮するために使用される圧縮機そしてまた酸素をオートサーマルクラッキング反応のために供給する空気分離プラントにおいて使用される圧縮機を作動させるために使用される。
【００３９】
本発明の好適な実施の形態は添付の図面を参照して以下に記載される。
【００４０】
図１を参照すると、主にエタンからなるパラフィン系炭化水素供給原料そしてまた酸素が管路１及び２を通過して各々予熱器３を経てオートサーマル分解炉４へ供給される。また、管路２を通過してオートサーマル分解炉へ酸素も供給される。酸化的脱水素化が成立し、エチレン、高級オレフィン、メタン、二酸化炭素及び合成ガス（一酸化炭素及び水素）を生成する条件の下で、オートサーマル分解炉４は維持される。急冷塔６での更なる反応を避けるため分解されたガスは次に冷却され、燃料油及びガソリンからなる液体が分離される。急冷に続き、分解されたガスは、ＣＯ２がアミン吸収システムを用いて流れから除去される初期分離域１０へ送られる前に一連の圧縮機８にて圧縮される。
【００４１】
圧縮されたガスは、分離蒸留ユニット１６へ入る前に冷却ユニット１４を通過し、ここで様々な生成物へ分離される。Ｃ２生成物はエチレンを得るために分流され、如何なるエタンも管路２０を経て再循環される。分離ユニットからの燃料ガスは管路２２を経て複合サイクルコジェネレーションユニット２４のガスタービンへ送られ、これは公知の方法でガスタービンそしてまた蒸気タービンから電力を生成する。この力は、急冷塔６の急冷からの高圧蒸気によって生じた力と共に冷却機圧縮機１４のみならず圧縮機８及び酸素管路２の酸素分離ユニットを駆動させる。
【００４２】
オートサーマルクラッキング法には従来のオレフィン炉に見出されるような火室又は放射／対流部がないので、クラッキング反応及び続く急冷において生じた高−圧蒸気の量は従来のシステムのものより実質的に少ない。その結果、他の源から供給された総体的なエネルギー必要量の比率は、従来の水蒸気分離法における４０％未満と比較すると、従来のシステムよりおおよそ６８％大きい。従ってこの補助的な供給を提供するコジェネレーションユニットを用いることから可能な潜在的で総体的な省エネルギーはそれ相応に高い。
【００４３】
このことは図２に示されており、補助エネルギー源としての従来の蒸気サイクルと状況に応じたコジェネレーションの両方について、これは従来の加熱炉に基づくプラントそしてまたオートサーマルクラッキングプラントの理論上の総体的燃料必要量を示している。スチームサイクルを補助エネルギー源として用いた従来の加熱炉に基づくプラントは総理論エネルギー必要量４３４ＭＷを有し、これはコジェネレーションユニットを取り入れることにより３８０ＭＷへ減少されることが可能であり、１０％を少し越える節約である。オートサーマルクラッキングプラントは、しかしながら、蒸気サイクルを用いた２２４ＭＷの総エネルギーを必要とするが、本発明によるコジェネレーションを用いることにより１２７ＭＷまでこれを減少することが可能であり、これは約４０％の節約である。従って、コジェネレーションを使用することは加熱炉に基づくプラントよりオートサーマルクラッキングプラントにより大きな利益がもたらされることがわかる。オレフィンプラントにおいてオートサーマルクラッキングとコジェネレーションを組み合わせることによっておよそ５０−７５％の総体的な燃料節約が達成されることが可能である。
【００４４】
本発明の更なる利点は燃料必要量の減少が温室効果ガス（ＧＨＧ）放出の減少をもたらすことである。ＡＴＣ及びコジェネレーションの組み合わせで、典型的なオレフィンプラントと比較して、ＧＨＧ放出は４０％まで減少されることが可能であることが推定される。従来のプラントにおいて使用される燃料のいくらかは水素（これはＧＨＧを生成しない）であるので、温室効果ガスの減少は燃料使用の減少ほど大きくない、そしてオートサーマルクラッキングプラントにおいて使用される燃料のいくらかは一酸化炭素を含み、これは付加的に（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ）より多くのＧＨＧを生成する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施の形態の方法の簡略化したフローチャートである。
【図２】他の方法と比較した本発明の方法に要される理論燃料を示す図である。
【図１】
2005517729.tif 000003
【図２】
2005517729.tif 000004
【国際調査報告】
2005517729.tif 000005
2005517729.tif 000006
2005517729.tif 000007