(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素原料をオレフィン又はＢＴＸ（ベンゼン、トルエン、キシレン）に変換する方法であって、前記方法は、
第１の水素化分解部に炭化水素原料を供給するステップと、
前記第１の水素化分解部からの流出物を第１の分離部へ供給するステップと、
前記第１の分離部において、前記流出物を、水素を含むストリーム、メタンを含むストリーム、エタンを含むストリーム、プロパンを含むストリーム、ブタンを含むストリーム、Ｃ１−を含むストリーム、Ｃ２−を含むストリーム、Ｃ３−を含むストリーム、Ｃ４−を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ２を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ３を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ４を含むストリーム、Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、Ｃ２−Ｃ４を含むストリーム、Ｃ３−Ｃ４を含むストリーム、及びＣ５＋を含むストリームの群から選択された１以上のストリームに分離するステップと、
前記プロパンを含むストリーム、前記ブタンを含むストリーム、前記Ｃ３−を含むストリーム、前記Ｃ４−を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ４を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ４を含むストリーム、及び前記Ｃ３−Ｃ４を含むストリームの群から選択された１以上のストリームを、ブタン脱水素部、プロパン脱水素部、複合プロパン−ブタン脱水素部、又はそれらの組合せの群から選択された、触媒プロセスである少なくとも１つの脱水素部に供給するステップと、
前記エタンを含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ２を含むストリーム、及び前記Ｃ２−を含むストリームの群から選択された少なくとも１つのストリームを、前記第１の分離部から第２の分離部へ供給するステップと、
前記第１の分離部、及び少なくとも１つのプロパン又はブタン又は複合プロパン−ブタン脱水素部からの流出物のいずれかを、前記第２の分離部において、水素を含むストリーム、メタンを含むストリーム、Ｃ３を含むストリーム、Ｃ２＝を含むストリーム、Ｃ３＝を含むストリーム、Ｃ４混合物を含むストリーム、Ｃ５＋を含むストリーム、Ｃ２を含むストリーム、及びＣ１−を含むストリームの群から選択された１以上のストリームに分離するステップと、
前記Ｃ２を含むストリームを蒸気分解部に供給するステップと、
前記蒸気分解部及び少なくとも１つの脱水素部からの流出物を前記第２の分離部へ供給するステップと、
前記Ｃ５＋を含むストリームを第２の水素化分解部に供給するステップと、
前記第２の水素化分解部からの流出物を、Ｃ４−を含むストリーム、未変換Ｃ５＋を含むストリーム、及びＢＴＸを含むストリームに分離するステップと、
前記Ｃ４−を含むストリームを前記第１の分離部に供給するステップと、
前記未変換Ｃ５＋を含むストリームと、前記炭化水素原料とを混合し、得られた混合ストリームを前記第１の水素化分解部に供給するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
Ｃ１−を含むストリームを前記第２の分離部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記炭化水素原料を高芳香族含有ストリームと低芳香族含有ストリームとに分離することにより前処理するステップと、
前記低芳香族含有ストリームを前記第１の水素化分解部に供給するステップと、
前記高芳香族含有ストリームを前記第２の水素化分解部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ブタンを含むストリームを前記ブタン脱水素部に供給するステップと、
前記Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ３−を含むストリーム、及び前記Ｃ３を含むストリームの群から選択されたストリームを前記プロパン脱水素部に供給するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記Ｃ３−Ｃ４を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ４を含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ４を含むストリーム、及び前記Ｃ４−を含むストリームの群から選択されたストリームを前記複合プロパン−ブタン脱水素部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第２の分離部から得られた前記Ｃ５＋を含むストリームを前記第１の水素化分解部及び／又は前記第２の水素化分解部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第２の分離部から得られた前記水素を含むストリームを前記第１の水素化分解部及び／又は前記第２の水素化分解部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記第２の分離部から得られた前記Ｃ１−を含むストリームを前記第１の分離部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第２の分離部から得られた前記Ｃ３を含むストリームを前記プロパン脱水素部及び／又は前記複合プロパン−ブタン脱水素部に供給するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の水素化分解部における処理条件は、３００〜５５０℃の温度、３００〜５０００ｋＰａゲージの圧力、及び毎時０．１〜２０の重量毎時空間速度を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の水素化分解部における処理条件は、４５０〜５８０℃の温度、０．３〜５ＭＰａゲージの圧力、及び毎時０．１〜２０の重量毎時空間速度を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナフサなどの炭化水素をオレフィンに、好ましくはＢＴＸにも変換する方法に関する。より具体的には、本発明は、炭化水素をオレフィンに、好ましくはＢＴＸにも変換するための、水素化分解、熱分解、及び接触脱水素化の組合せに基づく統合された方法に関する。
【発明の概要】
【０００２】
米国特許第４，１３７，１４７号は、沸点が約３６０℃未満であり、１分子あたり少なくとも４個の炭素原子を含むノーマル及びイソパラフィンを少なくとも含む原油から、エチレン及びプロピレンを製造する方法であって、原油は、水素化分解ゾーンにおいて、触媒存在下で水素化分解反応を受け、（ｂ）水素化分解反応からの流出物は、（ｉ）上部から、メタン及び場合によっては水素、（ｉｉ）１分子あたり２及び３個の炭素原子を含む炭化水素から実質的になる留分、（ｉｉｉ）下部から、１分子あたり少なくとも４個の炭素原子を含む炭化水素からなる留分が排出される分離ゾーンに供給され、（ｃ）１分子あたり２及び３個の炭素原子を含む炭化水素から実質的になる留分のみが蒸気分解ゾーンに供給され、蒸気存在下で、１分子あたり２及び３個の炭素原子を含む炭化水素の少なくとも一部がモノオレフィン炭化水素に変換され、分離ゾーンの下部から得られた、１分子あたり少なくとも４個の炭素原子を含む炭化水素から実質的になる留分は、第２の水素化分解ゾーンにおいて、触媒存在下で処理され、第２の水素化分解ゾーンからの流出物は分離ゾーンに供給され、分離ゾーンにおいて、一方で、１分子あたり少なくとも４個の炭素原子を含む炭化水素が、他方で、水素、メタン、及び１分子あたり２及び３個の炭素原子を含む飽和炭化水素の混合物から実質的になる留分が排出され、少なくとも４個の炭素原子を含む炭化水素の少なくとも一部は第２の水素化分解ゾーンに再生利用され、水素ストリーム及びメタンストリームは混合物から分離され、２及び３個の炭素原子を含む炭化水素は、第１の水素化分解ゾーンに続く分離ゾーンから回収された１分子あたり２及び３個の炭素原子を含む炭化水素から実質的になる留分とともに、蒸気分解ゾーンに供給される方法に関する。蒸気分解ゾーンの出口では、メタン及び水素のストリーム、及び、１分子あたり２及び３個の炭素原子を含むパラフィン系炭化水素のストリームに加えて、１分子あたり２及び３個の炭素原子を含むオレフィン、及び、１分子あたり少なくとも４個の炭素原子を含む生成物が得られる。この米国特許第４，１３７，１４７号によれば、全てのＣ４＋化合物は、第２の水素化分解ゾーンにおいて更に処理される。
米国特許第３，７１８，５７５号は、ガソリン沸点範囲より高い沸点を有する炭化水素原料油と水素とを、第１反応ゾーンにおいて、ガソリン沸点範囲の炭化水素を生成するように選択された水素化分解条件で反応させるステップと；得られた第１反応ゾーン流出物を、第１分離ゾーンにおいて分離して、ガソリン沸点範囲の炭化水素を含む第１蒸気相と、ガソリン沸点範囲より高い沸点を有する炭化水素を含む第１液相とを供給するステップと；第１蒸気相を、第２反応ゾーンにおいて、液状炭化水素を標準的に液化石油ガス成分に転化するように選択された水素化分解条件で反応させるステップと；得られた第２反応ゾーン流出物を、第２分離ゾーンにおいて分離して、第２蒸気相と第２液相とを供給するステップと；第２液相を更に分離して、未反応のガソリン沸点範囲の炭化水素を含む第３液相を供給し、液化石油ガスを回収するステップとを含む液化石油ガスの製造方法に関する。
米国特許第４，４５８，０９６号は、エタン及びプロパンを含む原料ストリームから高い選択率でエチレン及びプロピレンを生成する方法であって、原料ストリームをエタン留分及びプロパン留分に分離するステップと；エタン留分を蒸気分解ユニットに通過させてエチレンに富んだストリームを生成するステップと；プロパン留分を触媒上で脱水素化ユニットを通過させてプロピレンに富んだストリームを生成するステップと；プロピレンに富んだストリームの圧力をエチレンに富んだストリームの圧力とほぼ等しい圧力に調整するステップと；エチレンに富んだストリームとプロピレンに富んだストリームを合わせて、混合エチレン／プロピレンストリームを生成するステップと；混合エチレン／プロピレンストリームをまず圧縮し、冷却して、不純物及び副生成物を除去し、精製ストリームを生成するステップと；精製ストリームを低温分留して、エチレン、プロピレン、未反応エタン、及び未反応プロパンを回収するステップと；未反応のエタン及びプロパンを蒸気分解ユニット及び脱水素化ユニットへそれぞれ再循環させるステップとを含む方法に関する。
【０００３】
国際公開第２０１０／１１１１９９号は、（ａ）ブタンを含むストリームを、ブタンをブテン及びブタジエンに変換して脱水素化ユニット生成物ストリームを生成する脱水素化ユニットに供給するステップと、（ｂ）脱水素化ユニット生成物ストリームを、ブタジエン生成物ストリーム、及び、ブテン及びブタジエン残渣を含むラフィネートストリームを生成するブタジエン抽出ユニットに供給するステップと、（ｃ）ラフィネートストリームを、ブタジエン残渣をブテンに変換して選択的水素化ユニット生成物ストリームを生成する選択的水素化ユニットに供給するステップと、（ｄ）選択的水素化ユニット生成物ストリームを、イソブタン及びイソブテンを水素化ユニット生成物ストリームから分離して、イソブタン／イソブテンストリーム及び脱イソブテン化ユニット生成物ストリームを生成する脱イソブテン化ユニットに供給するステップと、（ｅ）脱イソブテン化ユニット生成物ストリーム、及び、エチレンを含む供給物ストリームを、ブテンとエチレンを反応させてプロピレンを形成させることが可能であり、オレフィン変換ユニット生成物ストリームを生成するオレフィン変換ユニットに供給するステップと、（ｆ）オレフィン変換ユニット生成物ストリームからプロピレンを回収するステップと、を含むオレフィン生成方法に関する。
【０００４】
本出願人の名義による国際公開第ＷＯ２０１３／１８２５３４号は、Ｃ５−Ｃ１２炭化水素を含む混合原料ストリームから、前記原料ストリームを水素存在下で水素化分解／水素化脱硫活性を有する触媒に接触させることにより、試薬等級のＢＴＸを生成する方法に関する。
【０００５】
従来、原油は、蒸留により、ナフサ、軽油、及び残渣などの多数の留分に加工される。これらの留分のそれぞれは、例えば、ガソリン、軽油、灯油などの輸送燃料の製造や、石油化学製品及びその他の加工品の原料など、多様な利用の可能性を有している。
【０００６】
ナフサや軽油などの軽質油留分は、蒸気分解などのプロセスにより軽質オレフィン及び単環芳香族化合物を生成するために利用することができる。蒸気分解において、炭化水素原料ストリームは、蒸発され、蒸気で希釈され、短滞留時間（＜１秒）炉（反応装置）の管において、高温（７５０℃〜９００℃）に晒される。このようなプロセスにおいて、原料中の炭化水素分子は、平均して、より短い分子や、原料の分子に比べて炭素原子に対する水素原子の比がより小さい分子（オレフィンなど）に変換される。このプロセスは、有用な副産物としての水素や、メタン及びＣ９＋芳香族及び縮合芳香族種（縁を共有する２以上の芳香環を含む）などのより価値の低い多量の副産物も生成する。
【０００７】
一般に、原油からの、より軽質な（蒸留可能な）生成物の収量を最大化するために、残油などの、より重質な（又はより高い沸点の）芳香族種が、原油精製装置で更に処理される。この処理は、水素化分解などのプロセス（ここで、水素化分解原料は、原料分子が水素原子の同時の付加によってより短い炭化水素分子に分解されていくつかの断片になるような条件下で、適切な触媒に曝される）により実行することができる。重質な精製ストリームの水素化分解は、一般に、高圧高温で実行されるため、資本コストが高い。
【０００８】
原油蒸留と軽質留分の蒸気分解の組合せの側面は、原油の分留に関連する資本及び他のコストである。より重質な原油の留分（すなわち、沸点が約３５０℃超）は、置換芳香族種、とくに、置換縮合芳香族種（縁を共有する２以上の芳香環を含む）に比較的富んでおり、蒸気分解条件下では、これらの物質は、Ｃ９＋芳香族及び縮合芳香族などの重質な副生成物を相当量生成する。したがって、原油蒸留と蒸気分解との従来の組合せの結果は、より重質な留分からの有益な生成物の分解収量は十分に高いとは考えられないことから、原油の相当量、例えば５０質量％が蒸気分解により処理されないことになる。
【０００９】
上述した技術の別の側面として、軽質油留分（例えばナフサ）のみを蒸気分解により処理する場合であっても、供給ストリームのかなりの部分が、より価値の低い重質副生成物、例えばＣ９＋芳香族及び縮合環芳香族に変換されることがある。一般的なナフサ及び軽油によれば、これらの重質副生成物は、総生成物収量の２〜２５％を構成する（表ＶＩ、２９０頁、熱分解：工業的手法の理論、Lyle F. Albrightら、Academic Press、１９８３）。これは、高価なナフサ及び／又は軽油が、従来の蒸気分解装置の規模で、より低い価値の物質になり、経済的に大幅に劣化することを意味するが、これらの重質副生成物の収量は、一般に、これらの物質をより高い価値の多量の化学物質を生成するストリームに改良する（例えば、水素化分解により）のに必要な資本投資を正当化しない。これは、部分的には、水素化分解プラントが、多くの石油化学プロセスと同様に、大きな資本コストを要するからである。これらのユニットの資本コストは、一般に、スループットの０．６又は０．７乗で変化する。したがって、小規模の水素化分解ユニットの資本コストは、通常、重質副生成物の蒸気分解プロセスへの投資を正当化するには高過ぎると考えられる。
【００１０】
残油などの重質な精製ストリームの従来の水素化分解の別の側面は、一般に、望まれる全ての変換を達成するように選択される折衷条件下で実行されることである。供給物ストリームは、分解が容易な範囲で各種の混合物を含有するので、これにより、比較的容易に水素化分解される種の水素化分解によって生成された蒸留可能な生成物の一部の留分が、水素化分解がより困難である種を水素化分解するのに必要な条件下で、更に変換されることになる。これは、プロセスに関連する水素消費及び熱管理の困難性を増加させる。また、これは、より有益な種を犠牲にして、メタンなどの軽質分子の収量を増加させることにもなる。
【００１１】
原油蒸留と軽質留分の蒸気分解を組み合わせた結果は、沸点が約３５０℃よりも高い物質を大量に含む留分を処理するにあたって、蒸気分解炉の管は概して不適であるということである。これは、炭化水素混合物を接触させる前にこれらの留分を完全に蒸発させ、熱分解を進行させるために必要な高温に加熱するのが困難だからである。液体の炭化水素の小滴が分解管の高温部分に存在すると、コークが急速に管表面に堆積し、これにより、熱交換が減退されるとともに、圧力降下が増進され、最終的には、コークを除去するために分解管の運転の停止を余儀なくされる。この難点のため、元の原油の多くの部分が、蒸気分解により軽質オレフィン及び芳香族種に加工できない。
【００１２】
米国特許出願公開第２０１２／０１２５８１３号、米国特許出願公開第２０１２／０１２５８１２号、及び米国特許出願公開第２０１２／０１２５８１１号は、蒸発ステップと、蒸留ステップと、コーキングステップと、水素化処理ステップと、蒸気分解ステップとを備える重質炭化水素原料を分解する方法に関する。例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１２５８１３号は、重質炭化水素原料を蒸気分解して、エチレン、プロピレン、Ｃ４オレフィン、熱分解ガソリン、及び他の生成物を製造する方法であって、炭化水素、すなわち、エタン、プロパン、ナフサ、軽油、又は他の炭化水素留分などの炭化水素原料の混合物の蒸気分解は、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエンなどのオレフィン、並びに、ベンゼン、トルエン、及びキシレンなどの芳香族を製造するのに広く使用されている非触媒の石油化学的プロセスであることを特徴とする方法に関する。
【００１３】
米国特許出願公開第２００９／００５０５２３号は、水素化分解運転と統合した方法で、液体全原油及び／又は天然ガス由来の凝縮物を熱分解炉内で熱分解することによるオレフィンの生成に関する。
【００１４】
米国特許出願公開第２００８／００９３２６１号は、液体全原油及び／又は天然ガス由来の凝縮物を、原油精製装置と統合された態様で、熱分解炉内で炭化水素熱分解することによるオレフィンの形成に関する。
【００１５】
ナフサの蒸気分解により、高い収量のメタンと、比較的低い収量のプロピレン（プロピレン／エチレン比（Ｐ／Ｅ比）が約０．５）だけでなく、比較的低い収量のＢＴＸが得られる。ＢＴＸは、貴重な成分であるベンゼン、トルエン、及びキシレンなどとともに得られる。これらの成分は、単蒸留により仕様通りに回収することはできず、溶媒抽出などのより手の込んだ分離技術により回収される。
【００１６】
ナフサ原料にＦＣＣ技術を適用することにより、非常に高いプロピレンの相対収率（プロピレン／エチレン比が１〜１．５）が得られるが、所望の芳香族（ＢＴＸ）に加えてメタン及び循環油の比較的多量のロスが依然としてある。
【００１７】
本明細書において使用される「Ｃ＃炭化水素」又は「Ｃ＃」（ここで、「＃」は正の整数）という用語は、＃個の炭素原子を有する全ての炭化水素を記述することを意味する。また、「Ｃ＃＋炭化水素」又は「Ｃ＃＋」という用語は、＃個以上の炭素原子を有する全ての炭化水素分子を記述することを意味する。したがって、「Ｃ５＋炭化水素」又は「Ｃ５＋」は、５個以上の炭素原子を有する炭化水素の混合物を記述するために用いられる。「Ｃ５＋アルカン」は、５個以上の炭素原子を有するアルカンに関する。したがって、「Ｃ＃−炭化水素」又は「Ｃ＃−」は、水素を含む、＃個以下の炭素原子を有する炭化水素の混合物を記述するために用いられる。例えば、「Ｃ２−」又は「Ｃ２マイナス」は、エタン、エチレン、アセチレン、メタンおよび水素の混合物に関する。最後に、「Ｃ４混合物」は、ブタン、ブテン、及びブタジエン、すなわち、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、１−ブテン、ｃｉｓ−及びｔｒａｎｓ−２−ブテン、ｉ−ブテン、及びブタジエンの混合物を表すものとして用いられる。例えば、「Ｃ１−Ｃ３」は、Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３を含む混合物を意味する。
【００１８】
本明細書において、「オレフィン」は、その定着した意味を有する用語として使用される。したがって、オレフィンは、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む不飽和炭化水素化合物に関する。好ましくは、「オレフィン」は、エチレン、プロピレン、ブタジエン、ブチレン−１、イソブチレン、イソプレン、及びシクロペンタジエンの２以上を含む混合物に関する。
【００１９】
本明細書において使用される「ＬＰＧ」という用語は、「液化石油ガス（liquefied petroleum gas）」の定着した頭字語を指す。ＬＰＧは、一般に、Ｃ３−Ｃ４炭化水素のブレンド、すなわち、Ｃ３及びＣ４炭化水素の混合物からなる。
【００２０】
本発明の方法で好適に生産される石油化学生成物の１つは、ＢＴＸである。本明細書において使用される「ＢＴＸ」という用語は、ベンゼン、トルエン、及びキシレンの混合物に関する。好ましくは、本発明の方法で製造される生成物は、更に、エチルベンゼンなどの有用な芳香族炭化水素を含む。したがって、本発明は、好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びエチルベンゼンの混合物（「ＢＴＸＥ」）を製造する方法を提供する。製造される生成物は、異なる芳香族炭化水素の物理的混合物であってもよいし、精製された異なる生成物のストリームを提供するために、例えば蒸留によって更に直接分離処理されてもよい。そのような精製された生成物のストリームは、ベンゼン生成物ストリーム、トルエン生成物ストリーム、キシレン生成物ストリーム、及び／又はエチルベンゼン生成物ストリームを含み得る。
【００２１】
本発明の目的は、ナフサをオレフィン及び好ましくはＢＴＸにも変換する方法を提供することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、非常に少ないメタン生成及び最小限の重質副生成物による高い炭素利用率を有する方法を提供することである。
【００２３】
本発明は、炭化水素原料をオレフィン及び好ましくはＢＴＸにも変換する方法であって、前記方法は、
第１の水素化分解部に炭化水素原料を供給するステップと、
前記第１の水素化分解部からの流出物を第１の分離部へ供給するステップと、
前記第１の分離部において、前記流出物を、水素を含むストリーム、メタンを含むストリーム、エタンを含むストリーム、プロパンを含むストリーム、ブタンを含むストリーム、Ｃ１−を含むストリーム、Ｃ２−を含むストリーム、Ｃ３−を含むストリーム、Ｃ４−を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ２を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ３を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ４を含むストリーム、Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、Ｃ２−Ｃ４を含むストリーム、Ｃ３−Ｃ４を含むストリーム、及びＣ５＋を含むストリームの群から選択された１以上のストリームに分離するステップと、
前記プロパンを含むストリーム、前記ブタンを含むストリーム、前記Ｃ３−を含むストリーム、前記Ｃ４−を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ４を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、前記Ｃ２−Ｃ４を含むストリーム、及び前記Ｃ３−Ｃ４を含むストリームの群から選択された１以上のストリームを、ブタン脱水素部、プロパン脱水素部、複合プロパン−ブタン脱水素部、又はそれらの組合せの群から選択された少なくとも１つの脱水素部に供給するステップと、
前記エタンを含むストリーム、前記Ｃ１−Ｃ２を含むストリーム、及び前記Ｃ２−を含むストリームの群から選択された少なくとも１つのストリームを、前記第１の分離部から蒸気分解部及び／又は第２の分離部へ供給するステップと、
前記蒸気分解部及び少なくとも１つの脱水素部からの流出物を前記第２の分離部へ供給するステップと、
を含むことを特徴とする方法に関する。
【００２４】
本発明によれば、上流の第１の分離部の分離が簡素化され、エタン、又は、エタン及びメタンを、プロパン及び／又はブタンとともに単一のストリームとして分離し、更に分離することなく直接プロパン脱水素部又は複合プロパン／脱水素部（「ＰＤＨ／ＢＤＨ」）に送ることができる。言い換えれば、本方法により、エタン及び／又はメタンの「完全」ではない分離を可能とし、脱水素部に供給されるＣ３−Ｃ４中間生成物に滑り込ませる又は送り込むことを可能とする。これらの脱水素部において、メタンは不活性とみなすことができ、エタンはほとんど脱水素化されないので、両者により、これらのユニットにおいて通常適用される希釈蒸気の量を低減又は排除することができ、選択性を向上させ、触媒のコーキングを防ぐことができる。「ブタン脱水素部、プロパン脱水素部、又はそれらの組合せの群から選択された少なくとも１つの脱水素部」という文は、独立したプロパン及びブタン脱水素部と、統合されたプロパン／脱水素部の実施の形態を含む。脱水素化の原料の水素含有量は、好ましくは、１〜２重量％未満の水素を含むべきである。とくに、Ｃ２−Ｃ４生成物ストリームの純度が一般的なガスプラント分離プロセスに比してほとんど重要ではないが、非低温分離技術を適用する場合に、これにより水素を除去する機会が与えられる。
【００２５】
本方法は、エタンを含むストリーム、Ｃ１−Ｃ２を含むストリーム、及びＣ２−を含むストリームの群から選択された少なくとも１つのストリームを蒸気分解部及び／又は第２の分離部に供給するステップを含む。エタンの蒸気分解は、最も一般的なエタン脱水素プロセスである。
【００２６】
本発明において、少なくとも１つの脱水素部において実行される脱水素プロセスは触媒プロセスであり、蒸気分解プロセスは熱分解プロセスである。これは、第１の分離部からの流出物が、触媒プロセス、すなわち脱水素プロセスと、熱分解プロセス、すなわち蒸気分解プロセスとの組合せにより更に処理されることを意味する。
【００２７】
Ｃ１−を含むストリームを第２の分離部に供給することも好ましい。
【００２８】
Ｃ５＋を含むストリームは、好ましくは、第２の水素化分解部に供給され、第２の水素化分解部からの流出物は、Ｃ４−を含むストリーム、未変換Ｃ５＋を含むストリーム、及びＢＴＸを含むストリームに分離される。Ｃ４−を含むストリームは、好ましくは、第１の分離部に戻される。
【００２９】
本方法は、好ましくは、Ｃ５＋を含むストリームを第２の水素化分解部に供給するステップを含む。第１の水素化分解部から第２の水素化分解部へ供給されるＣ５＋原料の再加熱と高温の流出物を統合することができるので、更に有利である。
【００３０】
本明細書において、この第２の水素化分解部を「ガソリン水素化分解部」又は「ＧＨＣ反応器」ともいう。本明細書において使用される「ガソリン水素化分解部」又は「ＧＨＣ」という用語は、芳香族炭化水素化合物を比較的多く含む複合炭化水素原料（例えば、改質装置ガソリン、ＦＣＣガソリン、及び熱分解ガソリン（パイガス）が含むが、これらに限定されない、精製ユニット由来の軽質留分など）をＬＰＧ及びＢＴＸへ転換するのに適した水素化分解プロセスを実施するためのユニットを指す。ここで、このプロセスは、ＧＨＣ原料ストリームに含まれる芳香族の１つの芳香環をそのまま維持しつつ芳香環から側鎖の多くを除去するように最適化される。したがって、ガソリンの水素化分解によって生成される主生成物はＢＴＸであり、プロセスはＢＴＸ混合物を提供するように最適化することができる。ＢＴＸ混合物は、試薬等級のベンゼン、トルエン、及びキシレン混合物に簡単に分離されてもよい。好ましくは、ガソリン水素化分解を受ける炭化水素原料は、精製ユニット由来の軽質留分を含む。より好ましくは、ガソリン水素化分解を受ける炭化水素原料は、２以上の芳香環を有する炭化水素を１質量％より多く含まない。好ましくは、ガソリン水素化分解条件は、３００〜５８０℃、より好ましくは４５０〜５８０℃、更に好ましくは４７０〜５５０℃の温度を含む。より低い温度は、芳香環の水素化が有利となることから、避けるべきである。しかしながら、触媒が、スズ、鉛、又はビスマスなど、触媒の水素化活性を低下させる更なる元素を含む場合、ガソリン水素化分解においてより低い温度を選択してもよい（例えば、国際公開第ＷＯ０２／４４３０６Ａ１号及び国際公開第ＷＯ２００７／０５５４８８号参照）。反応温度が高過ぎる場合、ＬＰＧ類（とくに、プロパン及びブタン）の収量が低下し、メタンの収量が上昇する。触媒活性は触媒を使用するにつれて低下し得るので、水素化分解の反応速度を維持するために、触媒を使用するにつれて反応器温度を徐々に上昇させるのが有利である。これは、運転サイクルの開始時の最適な温度が、好ましくは、水素化分解温度範囲の下限であることを意味する。最適な反応器温度は、触媒が失活するにつれて上昇し、サイクルの終わり（触媒が置換又は再生される直前）には、好ましくは、温度が水素化分解温度範囲の上限に選択される。
【００３１】
好ましくは、炭化水素原料ストリームのガソリン水素化分解は、０．３〜５ＭＰａゲージの圧力で、より好ましくは０．６〜３ＭＰａゲージの圧力で、特に好ましくは１〜２ＭＰａゲージの圧力で、最も好ましくは１．２〜１．６ＭＰａゲージの圧力で実行される。反応器の圧力を上昇させることにより、Ｃ５＋非芳香族分の変換を増加させることができるが、これにより、メタンの収量と、ＬＰＧ類に分解可能なシクロヘキサン類への芳香環の水素化も増大する。その結果、圧力が増加するにつれて、芳香族の収量が減少する。一部のシクロヘキサン及びその異性体であるメチルシクロペンタンは完全には水素化分解されないため、１．２〜１．６ＭＰａの圧力で、得られるベンゼンの純度が最適になる。
【００３２】
好ましくは、炭化水素原料ストリームのガソリン水素化分解は、毎時０．１〜２０の重量毎時空間速度（ＷＨＳＶ）で、より好ましくは毎時０．２〜１０の重量毎時空間速度で、最も好ましくは毎時０．４〜５の重量毎時空間速度で実行される。空間速度が速すぎる場合、全てのＢＴＸ共沸パラフィン成分が水素化分解されるわけではないので、反応器の生成物の単蒸留により試薬等級のベンゼン、トルエン、及びキシレン混合物を達成することができない。空間速度が遅過ぎると、プロパン及びブタンを犠牲にして、メタンの収量が増加する。最適な重量毎時空間速度を選択することにより、驚くべきことに、ベンゼンと共に蒸発する物質の十分に完全な反応が達成され、ベンゼンが仕様通りに生成されることを見出した。
【００３３】
したがって、好ましいガソリン水素化分解条件は、４５０〜５８０℃の温度、０．３〜５ＭＰａゲージの圧力、及び毎時０．１〜２０の重量毎時空間速度を含む。より好ましいガソリン水素化分解条件は、４７０〜５５０℃の温度、０．６〜３ＭＰａゲージの圧力、及び毎時０．２〜１０の重量毎時空間速度を含む。特に好ましいガソリン水素化分解条件は、４７０〜５５０℃の温度、１〜２ＭＰａゲージの圧力、及び毎時０．４〜５の重量毎時空間速度を含む。
【００３４】
本明細書において、第１の水素化分解部を「原料水素化分解部」又は「ＦＨＣ反応器」ともいう。本明細書において使用される「原料水素化分解部」又は「ＦＨＣ」という用語は、ナフテン系及びパラフィン系炭化水素化合物を比較的多く含む複合炭化水素原料（例えば、非限定的な例としてナフサを含む直留留分など）をＬＰＧ及びアルカンへ転換するのに適した水素化分解プロセスを実施するためのユニットを指す。好ましくは、原料水素化分解を受ける炭化水素原料は、ナフサを含む。したがって、原料の水素化分解により生成される主生成物は、オレフィンへ転換される（すなわち、アルカンのオレフィンへの転換のための原料として使用される）ＬＰＧである。ＦＨＣプロセスは、ＦＨＣ原料ストリームに含まれる芳香族の１つの芳香環をそのまま維持しつつ芳香環から側鎖の多くを除去するように最適化される。この場合、ＦＨＣのために使用されるべき処理条件は、本明細書において上述したＧＨＣプロセスに使用される処理条件と同等である。または、ＦＨＣプロセスは、ＦＨＣ原料ストリームに含まれる芳香族炭化水素の芳香環を開環するように最適化されてもよい。これは、触媒の水素化活性を増加させ、オプションで、より低いプロセス温度の選択と組み合わせ、オプションで、空間速度の減少と組み合わせることにより、本明細書に記載のＧＨＣプロセスを改変することによって達成されてもよい。この場合、好ましい原料水素化分解条件は、３００〜５５０℃の温度、３００〜５０００ｋＰａゲージの圧力、及び毎時０．１〜２０の重量毎時空間速度を含む。より好ましい原料水素化分解条件は、３００〜４５０℃の温度、３００〜５０００ｋＰａゲージの圧力、及び毎時０．１〜１０の重量毎時空間速度を含む。芳香族炭化水素の開環のために最適化された更に好ましいＦＨＣ条件は、３００〜４００℃の温度、６００〜３０００ｋＰａゲージの圧力、及び毎時０．２〜５の重量毎時空間速度を含む。
【００３５】
第２の水素化分解部からの未変換Ｃ５＋を含むストリームが存在する場合、そのストリームをナフサ原料と混合し、得られた混合ストリームを第１の水素化分解部に供給するのが好ましい。
【００３６】
本発明の好適な実施の形態において、ナフサ原料を高芳香族含有ストリームと低芳香族含有ストリームとに分離することにより前処理し、低芳香族含有ストリームを第１の水素化分解部に供給し、高芳香族含有ストリームを第２の水素化分解部に供給するステップを更に含むことが好ましい。
【００３７】
本方法の別の実施の形態において、ブタンを含むストリームをブタン脱水素部に供給し、Ｃ２−Ｃ３を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ３を含むストリーム、Ｃ３−を含むストリーム、及びＣ３を含むストリームの群から選択されたストリームをプロパン脱水素部に供給することが好ましい。
【００３８】
本発明に係る方法において、Ｃ３−Ｃ４を含むストリーム、Ｃ２−Ｃ４を含むストリーム、Ｃ１−Ｃ４を含むストリーム、及びＣ４−を含むストリームの群から選択されたストリームは、好ましくは、複合ブタン−プロパン脱水素部に供給される。
【００３９】
蒸気分解部からの流出物は、好ましくは、第２の分離部に供給される。
【００４０】
本発明の好適な実施の形態において、蒸気分解部、すなわちエタン脱水素部、第１の分離部、及び少なくとも１つのプロパン、ブタン又は複合プロパン−ブタン脱水素部からの流出物のいずれかを、第２の分離部において、水素を含むストリーム、メタンを含むストリーム、Ｃ３を含むストリーム、Ｃ２＝を含むストリーム、Ｃ３＝を含むストリーム、Ｃ４混合物を含むストリーム、Ｃ５＋を含むストリーム、Ｃ２を含むストリーム、及びＣ１−を含むストリームの群から選択された１以上のストリームに分離することが好ましい。
【００４１】
Ｃ２を含むストリームは、好ましくは、ガス蒸気分解部、すなわちエタン脱水素部に供給される。
【００４２】
Ｃ５＋を含むストリームは、好ましくは、第１の水素化分解部及び／又は第２の水素化分解部に供給される。
【００４３】
本発明の好適な実施の形態において、水素を含むストリームを第１の水素化分解部及び／又は第２の水素化分解部に供給することが好ましい。
【００４４】
さらに、Ｃ１−を含むストリームを第１の分離部に供給することが好ましい。
【００４５】
好適な実施の形態において、本方法は、Ｃ３を含むストリームをプロパン脱水素部及び／又は複合プロパン−ブタン脱水素部に供給するステップを更に含む。
【００４６】
第１及び／又は第２の分離部からの水素を含むストリームは、好ましくは、第１及び／又は水素化分解部に送られる。
【００４７】
アルカンをオレフィンに変換する非常に一般的な方法は、「蒸気分解」を含む。本明細書において、「蒸気分解」という用語は、飽和炭化水素を、より小さく、多くの場合は不飽和である炭化水素、例えばエチレン及びプロピレンに分解する石油化学プロセスに関する。蒸気分解において、エタン、プロパン、及びブタン、又はそれらの混合物などの気体状の炭化水素原料（気体クラッキング）、又は、ナフサ又は軽油などの液体状の炭化水素原料（液体クラッキング）は、蒸気で希釈され、酸素不存在下で炉中において短時間加熱される。一般に、反応温度は非常に高く、約８５０℃であるが、反応は非常に短時間で行わなければならず、通常、滞留時間は５０〜５００ミリ秒である。好ましくは、エタン、プロパン、及びブタンの炭化水素化合物は、最適な条件で確実に分解させるために、それぞれに合った専用の炉で別々に分解される。分解温度に達した後、反応を停止させるために、トランスファーライン熱交換器で、又は、クエンチオイルを使用した急冷ヘッダーの内部で、ガスを急冷する。蒸気分解により、コークが炭素の形で反応壁に徐々に堆積する。コークを除去するためには、炉をプロセスから外し、蒸気又は蒸気と空気の混合物の流れを炉のコイルに通す必要がある。これにより、硬質な固体の炭素層が一酸化炭素及び二酸化炭素に変換される。この反応が完了すると、炉は運転に戻される。蒸気分解により生成される生成物は、原料の組成、炭化水素と蒸気の比に依存するとともに、分解温度及び炉の滞留時間に依存する。エタン、プロパン、ブタン、又は軽質ナフサなどの軽質な炭化水素原料により、エチレン、プロピレン、及びブタジエンを含む、より軽質なポリマーグレードのオレフィンを多く含む生成物ストリームが提供される。より重質な炭化水素（全範囲及び重質ナフサ及び軽油留分）により、芳香族炭化水素を多く含む生成物も提供される。
【００４８】
蒸気分解により生成された異なる炭化水素化合物を分離するために、分解されたガスは分離装置で処理される。このような分離装置は、当分野でよく知られており、重質留分（「カーボンブラックオイル」）及び中間留分（「分解留分」）が軽質留分及びガスから分離される、いわゆるガソリンフラクショネーターを含むことがある。後続の急冷塔において、蒸気分解により生成された軽質留分（「熱分解ガソリン」又は「パイガス」）のほとんどが、軽質留分を凝縮することにより、ガスから分離されてもよい。つづいて、ガスを複数の圧縮段階で処理してもよく、圧縮段階の間に、軽質留分の残りがガスから分離されてもよい。酸性ガス（ＣＯ２及びＨ２Ｓ）も、圧縮段階の間に除去されてもよい。後続のステップにおいて、熱分解により生成されたガスは、カスケード冷凍システムの各段階において、気相中にほぼ水素しか残っていない状態まで、部分的に凝縮されてもよい。つづいて、異なる炭化水素化合物が単蒸留により分離されてもよく、ここで、エチレン、プロピレン、及びＣ４オレフィンが、蒸気分解により生成される最も重要な高価値の化学物質である。蒸気分解により生成されるメタンは、一般に、燃料ガスとして使用され、水素は、分離され、水素化分解プロセスなどの水素を消費するプロセスに再循環されてもよい。蒸気分解により生成されるアセチレンは、エチレンに選択的に水素化されることが好ましい。分解されたガス中に含まれるアルカンを、アルカンをオレフィンに変換するプロセスに再循環させてもよい。
【００４９】
本明細書において使用される「プロパン脱水素部」という用語は、プロパン供給ストリームをプロピレン及び水素を含む生成物に変換する石油化学プロセスのユニットに関する。同様に、「ブタン脱水素部」という用語は、ブタン供給ストリームをＣ４オレフィンに変換するプロセスのユニットに関する。プロパン及びブタンなどの低級アルカンの脱水素化のためのプロセスは、ともに、低級アルカン脱水素プロセスと記述される。低級アルカンの脱水素化のためのプロセスは、当技術分野で周知であり、酸化的脱水素化プロセス及び非酸化的脱水素化プロセスを含む。酸化的脱水素化プロセスにおいて、プロセスの熱は、原料中の低級アルカンの部分酸化により与えられる。本発明の状況において好ましい、非酸化的脱水素化プロセスにおいて、吸熱脱水素化反応のためのプロセスの熱は、燃料ガスの燃焼により得られる高温燃焼排ガス又は蒸気などの外部熱源により与えられる。例えば、UOP Oleflexプロセスは、移動床反応装置内において、アルミナ上に担持された白金含有触媒の存在下で、プロパンの脱水素化によりプロピレンを、（イソ）ブタンの脱水素化により（イソ）ブチレン（又はその混合物）を生成することを可能にする；例えば、米国特許第４，８２７，０７２号参照。Uhde STARプロセスは、亜鉛?アルミナスピネル上に担持された添加白金触媒の存在下で、プロパンの脱水素化によりプロピレンを、ブタンの脱水素化によりブチレンを生成することを可能にする；例えば、米国特許第４，９２６，００５号参照。STARプロセスは、オキシ脱水素化（oxydehydrogenation）の原理を適用することによって、最近改良された。反応装置の補助断熱ゾーンにおいて、中間生成物からの水素の一部が添加された酸素により選択的に変換されて水を生成する。これにより、熱力学的平衡がより高い変換の方にシフトし、より高い収率が達成される。吸熱脱水素化反応に必要な外部熱も、水素変換の発熱により部分的に供給される。Lummus Catofinプロセスは、循環ベースで運転される多数の固定床反応器を使用する。触媒は、１８?２０質量％のクロムが含浸された活性アルミナである；例えば、欧州特許出願公開第０１９２０５９Ａ１号及び英国特許出願公開第２１６２０８２Ａ号参照。Catofinプロセスは、ロバスト性があり、白金触媒を汚染するであろう不純物を取り扱うことができると報告されている。ブタンの脱水素化プロセスにより生成される生成物は、ブタン原料の性質及び使用されるブタン脱水素化プロセスに依存する。Catofinプロセスにより、ブタンを脱水素化してブチレンを生成することも可能である；例えば、米国特許第７，６２２，６２３号参照。
【００５０】
以下、添付の図面とともに、本発明を更に詳細に説明する。添付の図面では、同一又は類似の要素は、同一の符号により参照される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の方法の実施の形態の概略図である。
【図２】図２は、本発明の方法の別の実施の形態の概略図である。
【図３】図３は、本発明の方法の別の実施の形態の概略図である。
【図４】図４は、本発明の方法の別の実施の形態の概略図である。
【図５】図５は、本発明の方法の別の実施の形態の概略図である。
【図６】図６は、本発明の方法の別の実施の形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、水素化分解、蒸気分解、及び脱水素化の組合せに基づく、異なる分離部及び低減された蒸気希釈を用いた、ナフサをオレフィン及びＢＴＸに変換するための統合されたプロセス１０１の実施の形態である。
【００５３】
原料４２、水素化分解部６に送られ、その流出物７は、第１の分離部８、９に送られる。主にＣ５＋を含むストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物は、分離部１１に送られ、主にＣ４−を含むストリーム１９、及び主にＢＴＸを含むストリーム４１に分離される。分離部１１からのストリームは、水素化分解部６の供給口（図示せず）に再循環されてもよい。ストリーム７は、主に水素を含むストリーム２４、主にＣ２を含むストリーム２２、主にＣ１を含むストリーム２３、主にＣ３−Ｃ４を含むストリーム６２、及び主にＣ５＋を含むストリーム２０に分離される。ストリーム２２は、蒸気分解部１４に送られ、その流出物は、第２の分離部１５、１６において、主にＣ２＝を含むストリーム６３、及び主にＣ２を含むストリーム３５に分離される。ストリーム３５は、蒸気分解部１４の供給口に再循環される。第２の分離部１５、１６からの、主にＣ１−を含むストリーム４３は、第１の分離部８、９に送られる。主にＣ３−Ｃ４を含むストリーム６２は、複合プロパン脱水素／ブタン脱水素部６０に送られ、その流出物６１は、第２の分離部１５、１６に送られ、主にＣ３＝を含むストリーム３０、主にＣ４混合物を含むストリーム２９、主にＣ５＋を含むストリーム３１、及び主にＣ３を含むストリーム３３に分離され、ストリーム３３は脱水素部６０の供給口に再循環される。ストリーム３１は、水素化分解部６の供給口に再循環されてもよい（図示せず）。第１の分離部８、９からの水素を含むストリーム２４は、配管２４を介して水素化分解部６に、配管１６を介して水素化分解部１０に、それぞれ送られる。別の好適な実施の形態において、ストリーム６２は、主にＣ２−Ｃ４を含む。第１の分離部８、９からのストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物１８は、分離部１１において、及び主にＣ４−を含むストリーム１９、主にＢＴＸを含むストリーム４１に分離される。余剰の水素は、配管３８を介して、他の化学プロセスに送られる。
【００５４】
つづいて、水素化分解、蒸気分解、及び脱水素化の組合せに基づく、異なる分離部及び低減された蒸気希釈を用いた、ナフサをオレフィン及びＢＴＸに変換する統合されたプロセス１０２を示す図２に概略的に示されたプロセス及び装置を参照する。統合されたプロセス１０２において、エタンは、第１の分離部において、選択された範囲でＣ３とともに留出される。エタンは、プロパン脱水素部（ＰＤＨ）において希釈剤として機能し、従来の蒸気希釈の一部又は全部と取って代わる。エタンは、その後、プロパン脱水素部からの流出物において分離され、蒸気分解部の分離部において更に分離される。エタンは、そこから、蒸気分解炉に導入される。Ｃ３ストリームとともに留出しなかったエタン（分離特性／要求又は簡素化に依存する）は、Ｃ１−流出物経由で第１の分離部から第２の分離部へ送られる。
【００５５】
炭化水素原料４２は、炭化水素原料４２を芳香族含有量の少ないストリーム３と芳香族含有量の多いストリーム４に分離するために、分離部２に送られる。ストリーム４は、水素化分解部１０に供給される。ストリーム３も、水素化分解部６に送られる。水素化分解部６からの流出物７は、ストリーム７を、主にＣ１−を含むストリーム５２、主にＣ２−Ｃ３を含むストリーム２７、及び主にＣ４を含むストリーム２６に分離するために、分離部５０に送られる。分離部５０は、主にＣ５＋を含むストリーム２０も提供し、ストリーム２０は、水素化分解部１０に送られる。水素化分解部１０からの流出物１８は、分離部１１に送られ、主にＣ４−を含むストリーム１９、主にＢＴＸを含むストリーム４１、及び主に未変換Ｃ５＋を含むストリーム５が生成される。ストリーム５は、好ましくは分離部２の前に、水素化分解部６の供給口に再受難される。ストリーム２７は、プロパン脱水素部１３に送られ、その流出物３９は、第２の分離部１５、１６において分離される。ストリーム２６は、ブタン脱水素部１２に送られ、その流出物２８も、第２の分離部１５、１６において分離される。第２の分離部１５、１６は、主にＣ３＝を含むストリーム３０、主にＣ４混合物を含むストリーム２９、主にＣ５＋を含むストリーム３１、及び主にＣ３を含むストリーム３３を提供する。ストリーム３３は、プロパン脱水素部１３の供給口に再循環される。ストリーム３１は、ストリーム５と混合され、混合されたストリームは、水素化分解部６の供給口に戻されてもよい（図示せず）。ストリーム５２は、第２の分離部１５、１６に送られ、主にＣ１を含むストリーム６１、主にＣ２＝を含むストリーム３４、主に水素を含むストリーム３７、及び主にＣ２を含むストリーム３５が生成される。ストリーム３５は、蒸気分解部１４の供給口に送られ、その流出物も、第２の分離部１５、１６に送られる。主に水素を含むストリーム３７は、配管２５を介して水素化分解部６に、配管１７を介して水素化分解部１０に、それぞれ送られる。余剰の水素は、配管３８を介して、他の化学プロセスに送られる。
【００５６】
つづいて、水素化分解、蒸気分解、及び脱水素化の組合せに基づく、異なる分離部及び低減された蒸気希釈を用いた、ナフサをオレフィン及びＢＴＸに変換する統合されたプロセス１０３を示す図３に概略的に示されたプロセス及び装置を参照する。統合されたプロセス１０３において、混合されたＣ２、Ｃ３、及びＣ４留分が第１の分離部において得られ、１つの供給物として複合ＰＤＨ／ＢＤＨプロセスにおいて処理される。Ｃ３及びＣ４は、ともにプロピレン及びブテンに反応／変換される一方、エタンはここでも主に希釈剤として働く。
【００５７】
炭化水素原料４２、例えばナフサは、水素化分解部６に送られ、流出物ストリーム７が生成される。流出物ストリーム７は、分離部５０において、主にＣ５＋を含むストリーム２０、主にＣ２−Ｃ４を含むストリーム６２、及び主にＣ１−を含むストリーム５２に分離される。ストリーム６２は、複合プロパン脱水素／ブタン脱水素部６０に送られる。脱水素部６０からの流出物ストリーム６１は、第２の分離部１５、１６に送られ、主にＣ３＝を含むストリーム３０、主にＣ４混合物を含むストリーム２９、主にＣ５＋を含むストリーム３１、主にＣ３を含むストリーム３３が生成される。ストリーム３３は、脱水素部６０の供給口に再循環される。分離部５０からのストリーム５２は、第２の分離部１５、１６に送られ、主にＣ１を含むストリーム５１、主にＣ２＝を含むストリーム３４、主に水素を含むストリーム３７、及び主にＣ２を含むストリーム３５に分離される。ストリーム３５は、蒸気分解部１４の供給口に送られ、その流出物は、第２の分離部１５、１６において分離される。ストリーム３７は、配管２５を介して第１の水素化分解部６に、配管１７を介して第２の水素化分解部１０に、それぞれ水素を提供する。分離部５０からのストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物１８は、分離部１１において、主にＣ４−を含むストリーム１９、及び主にＢＴＸを含むストリーム４１に分離される。図示しないが、分離部１１からの未変換Ｃ５＋のストリーム３１は、図１と同様に、水素化分解部６の供給口に再循環されてもよい。ストリーム３１の再循環についても同様である。余剰の水素は、配管３８を介して、他の化学プロセスに送られる。
【００５８】
別の実施の形態（図示せず）において、分離部５０における分離は、ストリーム５２が主に水素−Ｃ１を含み、ストリーム６２が主にＣ１−Ｃ４を含むように実行される。ストリーム５２は、第２の分離部１５、１６に送られ、ストリーム６２は、ユニット６０、すなわち、複合プロパン脱水素／ブタン脱水素部に送られる。第１の分離部のカットポイントは、概ねメタンである。すなわち、エタン及びある程度のメタンは、Ｃ３又はＣ３とＣ４の混合ストリームに混入される。この場合も、エタン及びメタンは希釈剤として機能し、通常の蒸気希釈を低減、又は置換することさえできる。この場合、脱メタン化及び水素分離は、第１の分離部に、この第１の分離部に向かう蒸気分解部の分離端からのＣ１−ストリームに対してのみ配置されてもよい。
【００５９】
図４は、水素化分解、蒸気分解、及び脱水素化の組合せに基づく、異なる分離部及び低減された蒸気希釈を用いた、ナフサをオレフィン及びＢＴＸに変換する本プロセス１０４の別の実施の形態である。統合されたプロセス１０４において、メタン及び水素の分離は、第１の分離部にのみ配置される。
【００６０】
原料４２は、水素化分解部６に送られ、水素化分解された流出物７は、第１の分離部８、９に送られ、主にＣ５＋を含むストリーム２０、主にＣ４を含むストリーム２６、及び主にＣ２−Ｃ３を含むストリーム２７が生成される。ストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物は、分離部１１において、主にＢＴＸを含むストリーム４１、及び主にＣ４−を含むストリーム１９に分離される。未変換Ｃ５＋は、分離部１１から水素化分解部６に再循環されてもよい。ストリーム２７は、プロパン脱水素部１３に送られ、ストリーム２６は、ブタン脱水素部１２に送られる。流出物３９は、第２の分離部１５、１６に送られ、ユニット１２からの流出物２８も、第２の分離部１５、１６に送られる。第２の分離部１５、１６は、主にＣ３＝を含むストリーム３０、主にＣ４混合物を含むストリーム２９、主にＣ５＋を含むストリーム３１、及び主にＣ３を含むストリーム３３を提供する。ストリーム３３は、ユニット１３の供給口に再循環される。第１の分離部８、９は、主に水素を含むストリーム２４、主にＣ２を含むストリーム２２、及び主にＣ１を含むストリーム２３を提供する。ストリーム２２は、蒸気分解部１４に送られ、その流出物は、第２の分離部１５、１６に送られる。第２の分離部１５、１６において、主にＣ２を含むストリーム３５は、蒸気分解部１４の供給口に再循環される。主にＣ２＝を含むストリーム６３は、他の化学プロセス（図示せず）に送られる。第２の分離部１５、１６は、主にＣ１−を含むストリーム４３も提供する。ストリーム４３は、第１の分離部８、９に送られる。水素を含むストリーム２４は、配管２５を介して水素化分解部６に、配管１７を介して水素化分解部１０に、それぞれ送られる。第１の分離部８、９からのストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物は、分離部１１において、主にＣ４−を含むストリーム１９、及び主にＢＴＸを含むストリーム４１に分離される。余剰の水素は、配管３８を介して、他の化学プロセスに送られる。
【００６１】
図５は、水素化分解、蒸気分解、及び脱水素化の組合せに基づく、異なる分離部及び低減された蒸気希釈を用いた、ナフサをオレフィン及びＢＴＸに変換する統合されたプロセス１０５の別の実施の形態を示す。統合されたプロセス１０５において、第１の分離部で水素を分離し、混合された／分離されていないＣ１−Ｃ３ストリームをプロパン脱水素部（ＰＤＨ）に送るようにするために、カットポイントが更に移動される。この実施の形態において、第１の分離部における低温分離の必要を避けるために、水素分離技術に基づく膜が最も適当であろう。
【００６２】
原料４２は、水素化分解部６に送られ、その流出物７は、分離部５０において、主に水素を含むストリーム６４、主にＣ１−Ｃ３を含むストリーム２７、主にＣ４を含むストリーム２６、及び主にＣ５＋を含むストリーム２０に分離される。ストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物は、分離部１１において、主にＣ４−を含むストリーム１９、及び主にＢＴＸを含むストリーム４１に更に分離される。分離部１１からの未変換Ｃ５＋は、図２において上述したのと同様に、水素化分解部６の供給口に再循環されてもよい（図示せず）。ストリーム２７は、プロパン脱水素部１３に送られ、その流出物３９は、第２の分離部１５、１６に送られる。ストリーム２６は、ブタン脱水素部１２に送られ、その流出物２８は、第２の分離部１５、１６に送られる。第２の分離部１５、１６において、主にＣ３＝を含むストリーム３０、主にＣ４混合物を含むストリーム２９、及び主にＣ５＋を含むストリーム３１への分離が起こる。第２の分離部１５、１６は、ユニット１３の供給口に送られる、主にＣ３を含む再循環ストリーム３３も提供する。分離部１５、１６において、主に水素を含むストリーム３７、主にＣ１を含むストリーム５１、主にＣ２＝を含むストリーム３４への分離が起こり、主にＣ２を含む再循環ストリーム３５は、蒸気分解部１４の供給口に送られ、その流出物は、第２の分離部１５、１６に送られる。水素を含むストリーム６４及び３７は、配管２５を介して水素化分解部６に、配管１７を介して水素化分解部１０に、それぞれ送られる。余剰の水素は、配管３８を介して、他の化学プロセスに送られる。
【００６３】
図６は、水素化分解、蒸気分解、及び脱水素化の組合せに基づく、異なる分離部及び低減された蒸気希釈を用いた、ナフサをオレフィン及びＢＴＸに変換する統合されたプロセス１０６の別の実施の形態を示す。統合されたプロセス１０６は、単一の脱水素部において、Ｃ３及びＣ４成分を統合する。すなわち、Ｃ１−Ｃ４供給ストリームは、単一の脱水素反応器に供給される。この場合、多段階膜分離が、非常に有利であろう。
【００６４】
原料４２は、水素化分解部６に送られ、その流出物７は、分離部５０に送られ、主にＣ５＋を含むストリーム２０、主に水素を含むストリーム６４、及び主にＣ１−Ｃ４を含むストリーム６３に分離される。ストリーム２０は、水素化分解部１０に送られ、その流出物は、分離部１１に送られ、主にＣ４−を含むストリーム１９、及び主にＢＴＸを含むストリーム４１が生成される。ストリーム１９は、分離部５０に再循環される。ストリーム６３は、複合プロパン脱水素／ブタン脱水素部６０に送られ、その流出物６１は、第２の分離部１５、１６に送られ、主にＣ３＝を含むストリーム３０、主にＣ４混合物を含むストリーム２９、主にＣ５＋を含むストリーム３１が生成される。第２の分離部１５、１６からの、主にＣ３を含む再循環ストリーム３３は、ユニット６０の供給口に送られる。第２の分離部１５、１６において、主に水素を含むストリーム３７、主にＣ１を含むストリーム５１、主にＣ２＝を含むストリーム３４、及び主にＣ２を含むストリーム３５への分離が起こる。ストリーム３５は、蒸気分解部１４の供給口に送られ、その流出物は、第２の分離部１５、１６において分離される。水素を含むストリーム６４、３７は、配管２５を介して水素化分解部６に、配管１７を介して水素化分解部１０に、それぞれ送られる。余剰の水素は、配管３８を介して、他の化学プロセスに送られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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