(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸（Ｌ）の方向に延在するシェル（１０）を備えた石油精製塔におけるクラッキングガス流の精製方法であって、
前記シェル（１０）は、前記塔（１）の内部空間（Ｉ）を包囲し、
前記内部空間（Ｉ）は、ガソリン領域（２０）と、前記長手軸（Ｌ）の方向で見て当該ガソリン領域（２０）の下方に配置された石油領域（２１）とに分割されており、
クラッキングガス流（Ｓ）は前記石油領域（２１）に導入され、下方から前記長手軸（Ｌ）の方向に上方に向かって、前記石油領域（２１）の重ねて配置された複数の第２の物質移動トレイ（１００）に通され、
前記クラッキングガス流（Ｓ）中から石油留分（Ｆ’）を分離するため、前記第２の物質移動トレイ（１００）に、炭化水素を含有する液体の第２の精製剤（Ｗ’）が、前記クラッキングガス流（Ｓ）とは逆流方向に供給され、
前記第２の物質移動トレイ（１００）はそれぞれ、互いに平行かつ離隔されて延在する複数の流出部（１０１）を有し、
前記複数の各流出部（１０１）はそれぞれ、第１の流出面（１０２ａ）と第２の流出面（１０３ａ）とを有し、前記第２の精製剤（Ｗ’）は当該第１の流出面（１０２ａ）および第２の流出面（１０３ａ）を伝って下方へ流出し、
前記第１の流出面（１０２ａ）および第２の流出面（１０３ａ）は、前記長手軸（Ｌ）の方向において前記ガソリン領域に向かって、互いにぶつかるように延在して、当該長手軸（Ｌ）に対して横方向に延在する稜線（１０４）を成し、
前記クラッキングガス流は、前記石油領域（２１）の前記第２の物質移動トレイ（１００）を通過完了した後、前記ガソリン領域（２０）に導入され、その後、下方から前記長手軸（Ｌ）の方向において上方に向かって、前記ガソリン領域（２０）の重ねて配置された複数の第１の物質移動トレイ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）に通され、
前記第１の物質移動トレイ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）は、シーブトレイ、バブルキャップトレイおよび／またはバルブトレイとして構成されており、
前記クラッキングガス流（Ｓ）中からガソリン留分（Ｆ）を分離するため、前記第１の物質移動トレイ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）に、炭化水素を含有する液体の第１の精製剤（Ｗ）が、前記クラッキングガス流（Ｓ）とは逆流方向に供給され、
前記クラッキングガス流（Ｓ）は前記ガソリン領域（２０）の頂部（１１）から取り出され、
前記ガソリン留分（Ｆ）は前記ガソリン領域（２０）内から取り出され、
前記ガソリン領域（２０）の前記頂部（１１）内に、ガソリン留分（Ｗ）が第１の精製剤（Ｗ）として還流される、
精製方法において、
前記ガソリン領域（２０）内に時間単位あたり還流される前記ガソリン留分（Ｗ）の物質量と、時間単位あたり前記石油領域（２１）内に導入されるクラッキングガス（Ｓ）の物質量との比は、１：１６から１：１０までの範囲内である
ことを特徴とする精製方法。
【請求項２】
前記ガソリン領域（２０）から取り出されたガソリン留分（Ｆ）の一部を、前記第１の物質移動トレイのうち１つ（１６ｂ，１６ｃ）に還流させる、
請求項１記載の精製方法。
【請求項３】
前記１つの第１の物質移動トレイは、下から２番目（１６ｂ）、下から３番目（１６ｃ）または下から４番目の第１の物質移動トレイである、
請求項２記載の精製方法。
【請求項４】
前記ガソリン領域（２０）を前記石油領域（２１）から分離するチムニートレイ（１３）または最下部の第１の物質移動トレイから、前記ガソリン留分（Ｆ）を取り出す、
請求項１から３までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項５】
前記石油領域（２１）は、軽油領域（２１ａ）と、前記長手軸（Ｌ）の方向で見て当該軽油領域（２１ａ）の下方に配置された重油領域（２１ｂ）とに分割されており、
前記軽油領域（２１ａ）内および前記重油領域（２１ｂ）内にそれぞれ、複数の第２の物質移動トレイ（１００）が配置されており、
前記クラッキングガス流（Ｓ）は前記重油領域（２１ｂ）の前記第２の物質移動トレイ（１００）に通され、その後に前記軽油領域（２１ａ）の前記第２の物質移動トレイ（１００）に通され、
前記クラッキングガス流（Ｓ）中から重油留分（Ｆ″）を分離するため、前記重油領域（２１ｂ）内の前記第２の物質移動トレイ（１００）に、炭化水素を含有する液体の第３の精製剤（Ｗ″）を供給し、
前記クラッキングガス流（Ｓ）中から軽油留分（Ｆ’）を分離するため、前記軽油領域（２１ａ）内の前記第２の物質移動トレイ（１００）に、炭化水素を含有する液体の第２の精製剤（Ｗ’）を供給する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項６】
前記ガソリン領域（２０）は、６から８個の前記第１の物質移動トレイ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）を有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項７】
前記石油領域（２１）は、１０から２０個の前記第２の物質移動トレイ（１００）を有する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項８】
前記軽油領域（２１ａ）は、６から１２個の前記第２の物質移動トレイ（１００）を有する、
請求項５を引用する請求項６記載の精製方法。
【請求項９】
前記石油精製塔（１）は、前記第２の物質移動トレイ（１００）に前記第２の精製剤（Ｗ’）を供給するための、前記石油領域（２１）内に配置された第１の液体分配部（２００）を有し、
前記第１の液体分配部（２００）は、前記流出部（１０１）の各稜線（１０４）の両側にて前記流出面（１０２ａ，１０３ａ）を伝って各流出部（１０１）から前記第２の精製剤（Ｗ’）を流出させるように、前記石油領域（２１）の最上部の第２の物質移動トレイ（１００）の流出部（１０１）の稜線（１０４）上に前記第２の精製剤（Ｗ’）を載せる、
請求項１から８までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項１０】
前記第１の液体分配部（２００）は前記軽油領域（２１ａ）内に配置されており、かつ、前記最上部の第２の物質移動トレイ（１００）は、当該軽油領域（２１ａ）の最上部の第２の物質移動トレイ（１００）である、
請求項５または８を引用する請求項９、もしくは、請求項５を引用する請求項６または７を引用する請求項９記載の精製方法。
【請求項１１】
前記重油領域（２１ｂ）の第２の物質移動トレイ（１００）に前記第３の精製剤（Ｗ″）を供給するための第２の液体分配部（３００）が、当該重油領域（２１ｂ）に配置されている、
請求項５または８を引用する請求項９、もしくは、請求項５を引用する請求項６または７を引用する請求項９、もしくは、請求項１０記載の精製方法。
【請求項１２】
前記第２の液体分配部（３００）は、前記流出部（１０１）の各稜線（１０４）の両側にて前記流出面（１０２ａ，１０３ａ）を伝って各流出部（１０１）から前記第３の精製剤（Ｗ″）を流出させるように、前記重油領域（２１ｂ）の最上部の第２の物質移動トレイ（１００）の流出部（１０１）の稜線（１０４）上に前記第３の精製剤（Ｗ″）を載せる、
請求項５または８を引用する請求項９、もしくは、請求項５を引用する請求項６または７を引用する請求項９、もしくは、請求項１０または１１記載の精製方法。
【請求項１３】
前記第１の液体分配部（２００）および／または前記第２の液体分配部（３００）はそれぞれ複数の出口部（２０１）を有し、
各精製剤（Ｗ’，Ｗ″）を前記出口部（２０１）に通過させて、各最上部の第２の物質移動トレイ（１００）の流出部（１０１）の稜線（１０４）上に載せ、
前記各出口部（２０１）はそれぞれ、鉛直方向において、対応する流出部（１０１）の稜線（１０４）の上方に配置されている、
請求項９から１２までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項１４】
前記第１の液体分配部（２００）および／または前記第２の液体分配部（３００）はそれぞれ、複数の最終分配流路（２０２）を有し、
各最終分配流路（２０２）は、前記塔の横断面（Ｑ）に沿って、かつ前記流出部（１０１）に対して横方向に延在する、
請求項９から１３までのいずれか１項記載の精製方法。
【請求項１５】
前記最終分配流路（２０２）はそれぞれ、前記長手軸（Ｌ）に対して横方向に延在する底面（２０３）と、当該底面（２０３）から離れていく方向に延在する２つの側壁（２０４）とを有し、
前記側壁（２０４）はそれぞれ上縁部（２０５）を有し、
前記出口部（２０１）は、凹部の形態で両上縁部（２０５）に形成されている、
請求項１３、または、請求項１３を引用する請求項１４記載の精製方法。
【請求項１６】
前記第１の液体分配部（２００）および／または前記第２の液体分配部（３００）は、前記長手軸（Ｌ）の方向で見て前記最終分配流路（２０２）より上方に配置された少なくとも２つの互いに平行な事前分配流路（２１０）を有し、
前記事前分配流路（２１０）は、前記最終分配流路（２０２）に各精製剤（Ｗ，Ｗ″）を導入するためのものである、
請求項１１記載の精製方法。
【請求項１７】
前記事前分配流路（２１０）はそれぞれ、前記長手軸（Ｌ）に対して横方向に延在する底面（２１１）と、当該底面（２１１）から離れていく方向に延在する２つの側壁（２１２）とを有し、
前記側壁（２１２）はそれぞれ上縁部（２１３）を有し、
前記上縁部（２１３）に凹部の形態の出口部（２１４）が形成されており、
各出口部（２１４）を介して、各対応する最終分配流路（２０２）内へ各精製剤（Ｗ，Ｗ″）を導入する、
請求項１６記載の精製方法。
【請求項１８】
前記事前分配流路（２１０）は少なくとも１つの補償流路（２１５）を介して互いに連通されている、
請求項１７記載の精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の方法に関する。
【０００２】
当該方法において使用される石油精製塔は、通常、長手軸方向に延在するシェルを有し、当該シェルは塔の内部空間を区切っており、当該内部空間は少なくとも、ガソリン領域と、前記長手軸方向において当該ガソリン領域より下方に配置された別個の石油領域とに分割されており、ガソリン領域内には複数の第１の物質移動トレイが配置されており、石油領域内には複数の第２の物質移動トレイが配置されており、当該第１，２の物質移動トレイはとりわけ、前記長手軸に対して横方向にないしは塔横断面に沿って延在する。石油精製塔内では、クラッキングガス流はまず最初に、石油領域内の第２の物質移動トレイに通され、その後にガソリン領域内の第１の物質移動トレイに通される。その際、第２の移動トレイに液状の炭化水素含有精製剤（特に石油留分）を供給することにより、石油領域において上述のクラッキングガス流中から石油留分を分離するための当該第２の精製剤と、当該クラッキングガス流との間で物質移動が生じるようにし、かつ、第１の物質移動トレイに、炭化水素を含有する第１の液状の精製剤（特にガソリン留分）を供給することにより、ガソリン領域において上述の石油留分より沸騰しやすいガソリン留分をクラッキングガス中から分離して特に当該ガソリン領域から取り出すための当該第１の精製剤と、当該クラッキングガス流との間で物質移動が生じるようにする。
【０００３】
クラッキングガス流は塔頂を介してガソリン領域内から取り出され、このガソリン領域の頂部ないしは塔の塔頂部内にガソリン留分が還流されて、ここで上述の第１の精製剤として使用される。好適には、この塔頂内に還流された、クラッキングガス中に含まれていたガソリン留分（いわゆる還流物）が、石油精製塔に後置された水精製塔内にて凝縮し、水精製塔の塔底部内からガソリン‐水分離容器内に到達し、このガソリン‐水分離容器から、特に水を含まない状態で、ガソリン領域の頂部ないしは石油精製塔の塔頂部内へ還流として導入される。場合によっては、プラントの稼働開始時に外部ガソリンが必要となる。
【０００４】
冒頭に述べた形式の塔は、たとえば、オレフィン（たとえばエチレンまたはプロピレン）を製造する際に、炭化水素を含有する供給材料の熱分解によって生成されたオレフィンを含むクラッキングガス流を冷却および精製するために用いられる。このとき、かかる炭化水素含有供給材料の比較的長鎖の炭化水素は、蒸気の存在下で、より短鎖の炭化水素に（たとえば所望生成物であるエチレンおよび／またはプロピレンに）熱分解される。このような手法は、炭化水素の「水蒸気クラッキング」または「高温熱分解」と称される。
【０００５】
上述の炭化水素含有供給材料は、その組成、および、複数の個別の比較的長鎖の炭化水素の混合の点において非常に異なり得るものであり、また、その物質状態も非常に異なり得る。この炭化水素含有供給材料については、気体の供給材料も液体の供給材料も分解処理の対象となり、この液体供給材料は通常、比較的多くの割合の比較的長鎖の炭化水素を有するものであり、比較的長鎖の炭化水素の割合が多いことにより、液体供給材料の沸点も高くなる。かかる液体供給材料としては、たとえばナフサまたはコンデンセートを使用することができる。典型的なナフサ供給材料の沸点は１６０℃から１７０℃までの間の範囲であるのに対し、コンデンセートの沸点は、通常は２５０℃を超える。
【０００６】
炭化水素含有の供給物質（たとえばナフサ等）は、水蒸気クラッキングを行うために、分解炉の対流領域内へ導入され、とりわけ５５０℃から６５０℃に予熱されて気相に移行する。この対流領域において、炭化水素含有供給材料蒸気に高温のプロセス蒸気が添加される。この炭化水素含有供給材料と水蒸気との混合気は、対流領域内から、クラッキング炉または高温熱分解炉の加熱されるクラッキングチューブまたは高温熱分解チューブ内に導入される。とりわけ、この加熱されるクラッキングチューブ内部の温度は８００℃から８５０℃までの領域となり、かかる温度により、供給材料の比較的長鎖の炭化水素が、より短鎖の炭化水素に、好適には飽和炭化水素に分解される。上述の添加されたプロセス水蒸気は、各反応関与体の各分圧を低下させるため、および、分解された後の短鎖の炭化水素が互いに再度吸着し合うのを防止するためのものである。ここで、クラッキング炉のクラッキングチューブ内での滞留時間は典型的には０．２秒から０．６秒の間となる。
【０００７】
約８５０℃の温度でクラッキング炉内から流出するクラッキングガス流の大部分は、エタンと、他のオレフィン（プロペン）と、ジオレフィンとから構成され、非常に反応しやすいクラッキング生成物の２次反応を回避するため、このクラッキングガス流を約４００℃まで急速に冷却する。このようにして冷却されたクラッキングガス流が最初に、上述の石油精製塔へ供給される。この石油精製塔は、上述の生成されたクラッキングガス流を更に冷却し、最初の分解ステップにおいて、沸騰しにくい炭化水素（たとえば石油留分ないしは軽油留分および重油留分）と沸騰しやすい炭化水素（たとえばガソリン留分）とから成る留分を凝縮して、クラッキングガスから分離するためのものである。特にこのクラッキングガスの熱をプラントにおいて更に使用するため、分離された石油留分ないしは重油留分は最低温度を有し、これをプラントの後続のプロセス工程において伝熱媒体として使用する。
【０００８】
かかる石油精製塔の最大の問題は、各物質移動トレイがポリマー形成（いわゆる「Fouling」）によって汚染してしまうことである。このポリマー形成の基礎となるメカニズムは、基本的に２つ存在する。
【０００９】
１つのメカニズムは、凝縮する成分がモノマーを含む、というものである（これはたとえば、ナフテン、インデンまたはスチレン等の不飽和炭化水素である）。このモノマーは、所定の条件下においてポリマーを形成し得る。この条件は、ポリマー化可能温度域にあること、モノマーが十分な濃度で投入されること、インレイにおける滞留時間が長いことや、火格子が存在すること、等である。これらの影響要素は「ファウリング因子」と称される。最適なのは、これら４つの条件全てが成立することを阻止することである。
【００１０】
もう１つのメカニズムは、液体の炭化水素のうち、ガソリン領域内において第１の精製剤として供給される大部分は、当該ガソリン領域を介して、下方に向かう途中で蒸発する、というものである。かかる蒸発により、ガソリン領域の下端部における液体量がごく僅かとなり、これにより、物質移動トレイないしは物質移動部材における液体の滞留時間が最大となる。さらに、還流が増大すると比較的長鎖の炭化水素の蒸発が増大し、これにより、気体の塔頂生成物の温度が上昇する。
【００１１】
これにより、従来技術の石油精製塔においてポリマーが形成され、ガソリン領域の下方の物質移動トレイが詰まってしまう。従来技術では、石油領域においてサイド・トゥ・サイド・バッフルを使用し、かつ、ガソリン領域において、たとえばシーブトレイまたはバルブトレイ等の移動作用を有する物質移動トレイの数を比較的多くして、上述の汚染の問題を防止するという試みがなされていたが、このことにより、長手軸における石油精製塔の構成高さが大きくなるという不利益な事態となる。「サイド・トゥ・サイド・バッフル」ないしは「サイド・トゥ・サイド型塔トレイ」とは、単流または多流の、特に傾斜した（または横置型の）塔トレイであって、石油精製塔の長手軸方向に重ねて配置され、それぞれ塔横断面の一部にわたって延在し、上方の塔トレイから流出した液相が、その下方に位置する塔トレイに当たるように、それぞれ２つの互いに隣接して重ねて配置されたサイド・トゥ・サイド・バッフルが互いにずらされて配置された塔トレイである。これにより、液相は石油精製塔内を往復しながら下方に流れる。
【００１２】
上記の従来技術を背景として、本発明の基礎となる課題は、上述の汚染のおそれを解消できる、石油精製塔内におけるクラッキングガス流の精製方法を実現することである。
【００１３】
前記課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法により解決される。
【００１４】
同項に係る発明は、ガソリン領域の頂部内に還流され当該ガソリン領域において第１の精製剤として用いられるガソリン留分の物質量と、時間単位あたり石油領域内に導入されるクラッキングガスの物質量との比を、１：１６から１：１０までの範囲内、有利には１：１２から１：１０までの範囲内とする。
【００１５】
冒頭にて既に述べたように、石油精製塔のガソリン領域の下方部、特にガソリン領域の最下方の物質移動トレイ上において、ポリマー形成による汚染ないしは詰まりが生じるリスクが最大となる。従来技術ではかかる事情に対し、ガソリン領域における物質移動トレイ（とりわけ、シーブトレイまたはバルブトレイの形態のトレイ）の数を増加させることにより対応する試みがなされていたが（上記参照）、このことにより、長手軸方向における塔長が著しく長くなる。しかし、試験ないしは検査を行った結果、上述のようにトレイ数を増加させることにより、ガソリン領域における上記のポリマー形成には有効に対応できないことが判明している。
【００１６】
それに対して本発明の解決手段は、生じ得るファウリングは、物質移動トレイから認識できるガソリン領域において生じてはならないのではなく、物質移動トレイの汚染しやすさが比較的低い石油領域において生じてはならない、という認識に基づいている。
【００１７】
その点については、ガソリン領域において下方から最初の物質移動トレイの乾燥流動ないしは不飽和炭化水素（とりわけ、たとえばインデン、ナフテン等のモノマー）の凝縮が生じるのを阻止するため、本発明に係る、石油精製塔の塔頂におけるガソリン還流と当該石油精製塔の塔底部における流入クラッキングガスとの上述のモル比（kmol/h）を調整するのが好適であることが判明している。
【００１８】
基本的には、ガソリン留分の還流量を必要な限度に少量に抑えるのが好適である。大量になると、石油精製塔の塔頂生成物の温度が上昇し、上述の最初の物質移動トレイを介して下流に流れる途中で、比較的長鎖の炭化水素が蒸発し、これにより、この蒸発した比較的長鎖の炭化水素により高濃度化したクラッキングガス混合物の沸点が、この炭化水素の蒸発が無い場合よりも高くなり、最上部の最初の物質移動トレイにおける均衡温度が上昇してしまう。
【００１９】
したがって、まとめていうと本発明の基礎となる認識は、不飽和炭化水素（たとえばインデン、ナフテン等のモノマー）の高濃度化はガソリン領域において生じてはならず、塔頂部において供給され得るガソリン還流が少なくなるほど、塔頂生成物の目標温度にできるだけ早く達する、ということである。
【００２０】
さらに本発明では、ポリマー化可能な不飽和炭化水素を前記最初の物質移動トレイ（「ガソリントレイ」とも称する）から遮断する、上述の移動作用を有する第２の物質移動トレイを使用する。
【００２１】
逆に、ガソリン部分における物質移動トレイ数が増大しても、ポリマー化の問題は解消されない。
【００２２】
冒頭に述べたシーブトレイとは、ダウンカマーを有する塔トレイであって、精製剤がこのダウンカマーを通過して、その下方に位置する塔トレイに達し、当該シーブトレイは複数の貫通孔を有し、クラッキングガスはこの貫通孔を通って、各シーブトレイ上にある精製剤と接触する、塔トレイである。バブルキャップトレイもダウンカマーを有することがある。バブルキャップトレイの場合にはさらに、貫通孔はライザーによって囲まれており、このライザーはキャップによって覆われている。とりわけ各ライザーは、各対応するキャップ内に進入している。バルブトレイもダウンカマーを有することがある。バルブトレイの場合にはさらに、上述の貫通孔はバルブによって閉鎖することができる。このバルブは特に弁板または蓋部であり、この弁板または蓋部は可動および固定のいずれにすることも可能であり、クラッキングガス圧が十分であるとき、このバルブが押し開けられることにより、下方から上方に向かうクラッキングガスが貫通孔を通ることができる。
【００２３】
さらに好適には、石油精製塔の塔底部を含む石油領域は、長手軸方向に、当該石油領域に接続しているガソリン領域まで（たとえば上述のチムニートレイを通って）延在している。その際にはガソリン領域の頂部が、冷却および精製されたクラッキングガス流を取り出すことができる、石油精製塔の塔頂部を成す。
【００２４】
石油精製塔ないしは石油精製塔のシェルの上述の長手軸は、有利には‐規定通りに配置されたときの、稼働準備完了した状態の石油精製塔の‐垂直方向に延在する。石油精製塔のシェルの少なくとも一部は円筒形に形成されている。この場合、石油精製塔の長手軸はシェルの円筒軸と一致する。
【００２５】
本発明の１つの実施形態では、ガソリン領域内から取り出されたガソリン留分の一部が、第１の物質移動トレイのうち１つに還流し（いわゆる「ポンプ循環（pump-around）」）、しかも、‐規定通りに配置された石油精製塔を基準として‐有利には、下方の第１の物質移動トレイのうち１つに直接還流するように構成することができる。
【００２６】
有利には、上述の１つの下方の第１の物質移動トレイは、下から２番目、下から３番目または下から４番目の第１の物質移動トレイである。
【００２７】
さらに好適なのは、ガソリン領域を石油領域から分離するチムニートレイから、または、ガソリン領域を石油領域から分離する最下方の第１の物質移動トレイから、ガソリン留分を取り出すことである。
【００２８】
好適には石油精製塔は、石油領域の下部分に、クラッキングガス流を導入するための入口部を有する。この場合、‐石油領域がさらに分割されていない場合、ないしは、１サイクル石油精製が行われる場合‐有利には、石油精製塔内において供給されたクラッキングガス流が、石油領域内において上下に重ねて配置された複数の第２の物質移動トレイを通って上昇するように、当該石油精製塔は構成されている。
【００２９】
本発明の他の１つの実施形態では、石油領域は軽油領域と、長手軸の方向で見て下方に配置された別個の重油領域とに分割されている。その際には特に、軽油領域と重油領域とはチムニートレイによって互いに分離されている。重油領域はとりわけ、比較的重質の液体供給材料（たとえばナフタより重質のもの）の蒸気クラッキングによって得られたクラッキングガス流を処理するために使用されるものである。よって換言すると、第２の領域を単一の石油領域として構成することもでき（上記参照）、または、石油留分を生成するのではなく軽油留分ないしは重油留分を生成する軽油領域と重油領域とに、第２の領域を分割することもできる。
【００３０】
重油領域が存在する場合、好適には、かかる場合に当該重油領域の下部分に設けられる、石油精製塔の入口部を介して、クラッキングガス流は塔内に導入され、当該重油領域内の第２の物質移動トレイを通って導かれ、その後、軽油領域内の第２の物質移動トレイを通って導かれる。その際には、第２の物質移動トレイに通されるクラッキングガス流と、炭化水素を含有する液体の第３の精製剤との間で物質移動を確立させるため、重油領域内の第２の物質移動トレイに当該第３の精製剤が供給される。このようにして好適には、クラッキングガス流中から比較的重質の炭化水素が分離され、石油精製塔の塔底部において重質留分となって集まる。
【００３１】
さらに好適には、軽油領域内の第２の物質移動トレイに通されるクラッキングガス流と、炭化水素を含有する液体の第２の精製剤との間の物質移動を確立させるため、当該第２の物質移動トレイに当該第２の精製剤が供給される。このようにしてクラッキングガス流中からは、ガソリン領域と比較して（上記参照）有利には大部分が沸騰しにくい炭化水素が、ないしは、重油領域と比較して大部分が沸騰しやすい炭化水素が分離されて、軽油領域において軽油留分として集まる。このことに関連して有利なのは、かかる軽油留分を軽油領域内から（たとえば、軽油領域と重油領域とを互いに分離するチムニートレイから）取り出して冷却し、場合によってはコークス粒子を除去して、かつ、この軽油留分の少なくとも一部を第２の精製剤として、ないしは第２の精製剤の一部として、軽油領域内に還流させることである。
【００３２】
さらに好適には、ガソリン領域内から取り出されたガソリン留分の一部を、軽油領域内から取り出された軽油留分に添加し、かかる混合物を第２の精製剤として軽油領域内に還流させ、ここで最上部の第２の物質移動トレイ上に再度載せる（重油領域を有さない石油領域と同様）。
【００３３】
また好適には、石油精製塔の塔底部にて生じた重油留分を取り出して冷却し、場合によってはコークス粒子を除去した後、この重油留分の少なくとも一部を第３の精製剤として重油領域内に還流させ、重油領域の最上部の第２の物質移動トレイ上に再度載せる。
【００３４】
好適にはガソリン領域の長さは、場合によっては軽油領域と重油領域とを有し得る（上記参照）石油領域の半分を上回らない。
【００３５】
また、本発明の１つの実施形態では、ガソリン領域は６から８個の、特に７個の第１の物質移動トレイを有する。その際に好適なのは、互いに隣接する第１の物質移動トレイ相互間の、長手軸方向における距離が、５００ｍｍから９００ｍｍまでの範囲内であることである。
【００３６】
本発明の他の１つの実施形態では、石油精製塔の石油領域は、１０から２０個、特に１６個の第２の物質移動トレイを有する。かかる石油領域が、上述のような軽油領域と重油領域とに分割されている場合、好適には、軽油領域は６から１２個の、特に８個の第２の物質移動トレイを有し、それに対して重油領域は、有利には４から８個の、特に８個の第２の物質移動トレイを有する。
【００３７】
好適には、石油精製塔の第２の石油領域ないしは軽油領域および重油領域の互いに隣接する第２の物質移動トレイ相互間の、長手軸方向における距離は、６００ｍｍから９００ｍｍまでの範囲内である。
【００３８】
各精製剤を、それぞれ対応する第２の物質移動トレイに分配するため、本発明の一実施形態では石油精製塔は、石油領域に配置された第１の液体分配部を有する。これは、第２の物質移動トレイに上述の第２の精製剤を供給するためのものである。
【００３９】
本発明の一実施例では、上述の第１の液体分配部を用いて第２の精製剤を、石油領域の最上部の第２の物質移動トレイの流出部の稜線上に載せることにより、第２の精製剤が各稜線の両側において流出面を伝って各流出部から流出するようにする。
【００４０】
石油領域が軽油領域と重油領域とを有する場合には、上述の第１の液体分配部は軽油領域内に配置され、石油領域の上述の最上部の第２の物質移動トレイは、軽油領域の最上部の第２の物質移動トレイとなる。
【００４１】
好適には、重油領域の第２の物質移動トレイに第３の精製剤を供給するための第２の液体分配部が、当該重油領域に配置される。その際に有利なのは、上述の第２の液体分配部を用いて第３の精製剤を、重油領域の最上部の第２の物質移動トレイの流出部の稜線上に載せることにより、第３の精製剤が各稜線の両側において流出面を伝って各流出部から流出するようにすることである。
【００４２】
有利には、第１の液体分配部および／または第２の液体分配部はそれぞれ複数の出口部を有し、各精製剤はこれらの出口部を通って、各最上部の第２の物質移動トレイの流出部の稜線上に載る。その際には各出口部はそれぞれ、鉛直方向に、対応する流出部の稜線の上方に配置される。
【００４３】
有利には、上方の流出部の流出面から流出した各精製剤が、その下方向にずらされて配置された下方の流出部の流出面上に当たるようにすべく、２つの隣接する第２の物質移動トレイの流出部を互いにずらして配置するように、石油領域ないしは軽油領域および重油領域の第２の物質移動トレイを上下に重ねて配置する。かかる配置によって既に、スプレーノズルとは対照的に、全液量が最上部の物質移動トレイに存在していることが保証されるという利点が奏される。スプレーノズルでは、流出部間のギャップないしは貫通孔内に通常到達するのが液体の３０％から５０％であり、より低位置の物質移動トレイに来て初めて液体が有効になる。
【００４４】
有利には、第１の液体分配部ないしは第２の液体分配部を用いて、液相ないしは各精製剤の全部を流出部上に、特に流出部の稜線上に載せる。また、精製剤を噴霧すると（小さい液滴）、実際の塔の塔頂部からの液体排出量が多くなるという不利益が生じる。
【００４５】
本発明の１つの実施形態では、第１の液体分配部および／または第２の液体分配部は複数の細長い最終分配流路を有する。これらの各最終分配流路は長手軸に対して横方向に、ないしは塔横断面に沿って、かつ、流出部ないしは流出部の各長手寸法方向に対して横方向に、塔横断面の実質的に全体にわたって延在する。
【００４６】
好適には上述の最終分配流路はそれぞれ、長手軸に対して横方向に、ないしは塔横断面に沿って延在する底面と、当該底面から離れていく方向に延在する、互いに反対側にある細長い２つの側壁とを有する。かかる側壁はそれぞれ上縁部を有し、出口部は、特に方形の凹部の形態で両上縁部に形成されている。最終分配流路はさらに、端面において、有利にはそれぞれ１つの別の側壁によって区切られている。側壁の縁部に設けられる上述の凹部または切欠部は、各最終分配流路内から、流出部の、当該最終分配流路の下方の稜線へ液相ないしは各精製剤を送るときに通過する下稜線を、特に各々で有する。その際には、各最終分配流路が理論的には、出口部の上述の下稜線まで汚染物を集めることができるように、かかる下稜線は、石油精製塔の長手軸の方向において、当該最終分配流路の各底面から離隔されている。かかる構成により、各最終分配流路によって依然として、出口部ないしは凹部により定められて、分配すべき液相を、対応する第２の物質移動トレイ上に載せることができる。
【００４７】
さらに、第１の液体分配部および／または第２の液体分配部は、互いに平行である少なくとも２つの細長い事前分配流路であって、塔シェルの長手軸の方向において最終分配流路より上方に配置された事前分配流路を有する。これは、最終分配流路に液相を（たとえば石油留分ないしは軽油留分または重油留分を）供給するためのものであり、この事前分配流路は特に、長手軸に対して横方向に、ないしは上述の塔横断面に沿って延在する。有利には、事前分配流路は最終分配流路に対して横方向に延在している。少なくとも１つの補償流路を介して事前分配流路を流体工学的に互いに連通させることにより、各事前分配流路内の液相の液位差が生じている場合には、当該少なくとも１つの補償流路を介してかかる液位差を補償できるようにすることができる。
【００４８】
また、好適には事前分配流路もそれぞれ、長手軸に対して横方向に、ないしは塔横断面に沿って延在する底面と、当該底面から離れていく方向に延在する、互いに反対側にある細長い２つの側壁とを有する。かかる側壁はそれぞれ上縁部を有し、この上縁部には、出口部が、特に方形の凹部の形態で形成されており、液相はこの上縁部を介して、それぞれ対応する最終分配流路内に導入される。好適には、事前分配流路のかかる出口部はそれぞれ鉛直方向に、対応する最終分配流路の上方に配置されている。この場合にも、縁部に設けられる上述の凹部または切欠部はそれぞれ、各事前分配流路内から、流出部の、当該事前分配流路の下方の最終分配流路内へ液相を導入するときに通過する下稜線を有する。その際には、各事前分配流路も当該事前分配流路の出口部の上述の下稜線まで汚染物を集めることができるように、なおかつ、当該出口部ないしは凹部を介して、分配すべき液相を、それぞれ対応する最終分配流路上に載せることができるように、かかる下稜線は、塔シェルの長手軸の方向において、当該事前分配流路の各底面から離隔されている。事前分配流路はさらに、それぞれ端面において、１つの別の側壁によって区切られている。
【００４９】
好適には上述の各事前分配流路には、それぞれ少なくとも１つの供給管を介して、有利にはそれぞれ２つの供給管を介して液相が、すなわち石油留分または軽油留分ないしは重油留分が導入される。かかる供給管の少なくとも一部は、塔のシェルの長手軸の方向に延在しており、各供給管内から各液相が吐出されるときに通る、各供給管の出口は、上述の長手軸の方向において、供給先の事前分配流路の各底面の方に向けられている。かかる供給管の各自の出口の領域は、有利にはそれぞれ、２つの互いに平行に延在する飛沫板間に配置される。これらの飛沫板はそれぞれ、各事前分配流路の、各対応する側壁に固定されている。事前分配流路はさらに、各事前分配流路の出口部の両側の各側壁の、外側を向いた外側面に、それぞれ誘導板を有している。これらの誘導板は好適には、各側壁から垂直方向に延びており、各誘導板の下部の自由端部分は、各出口部の下方に配置された最終分配流路内に進入している。この誘導板は、事前分配流路の各出口部からの液相の流れを、それぞれ対応する最終分配流路内に可能な限り完全に着地させるべく、当該液相の流れを誘導するように構成されている。
【００５０】
よって上述の実施形態では、事前分配流路および最終分配流路は好適には、上方向に開放された流路として形成される（当該流路は、下方向には上述の底面によって区切られており、側面は上述の側壁と、端面の別の側壁とによって区切られている）。よって、かかる流路を「事前分配溝」ないしは「最終分配溝」とも称する。
【００５１】
石油領域ないしは軽油領域および重油領域の上述の第２の物質移動トレイにより、液相（たとえば石油留分）から、すなわち液相が流出面から流れ出ることにより、多数のカーテンを生成できるという利点が奏され、なおかつ、場合によっては更に、流出面上に２相層を生成することもできるという利点も奏される。このことは、良好な効率を実現するのに寄与する。かかる点については試験により、本発明の物質移動トレイ（「カスケードトレイ」とも称する）はデュアルフロートレイ（これは、気体および液体を逆流方向に流す比較的大きな貫通孔を有する、ダウンカマーを有さない塔トレイであり、この貫通孔の径長はたとえば２０ｍｍから４０ｍｍまでの範囲内である）と匹敵するものであることが示された。また試験により、上述のカスケードトレイないしは本発明の第２の物質移動トレイは、容量の点において単流サイド・トゥ・サイド・バッフルより優れていることも示された。
【００５２】
本発明の第２の物質移動トレイは、その構造に起因して汚染しにくくなるという利点が奏される。というのも、たとえば、速く塞がる可能性のある小面積の孔が無いからである。その効率は比較的高く、しかも試験により、単流または複流サイド・トゥ・サイド・バッフルの効率の約２倍であることが示された。さらに、本発明の第２の物質移動トレイの容量も、サイド・トゥ・サイド・バッフルの容量を上回る。また、角を有する流出部により、本発明の物質移動トレイの構造強度も比較的高くなる。
【００５３】
流出部が角柱体（とりわけ二等辺）の形態である場合、流出部は２つの脚部を有し、この２つの脚部は、長手軸の方向において、その上方に配置された液体分配部に向かう方向に、互いにぶつかって角を成すように延在し、塔横断面に沿ってないしは長手軸に対して横方向に延在する稜線を形成する。その際には各流出部ないしは角柱体の流出面は、上述の脚部の、上方向を向いた（すなわち、液体分配部の方を向いた）表面によって形成されることとなる。
【００５４】
好適には両脚部ないしは両流出面が成す角度は、８０°から１００°までの範囲内であり、特に９０°である。また、流出面の、長手寸法方向に対して横方向の幅は、４０ｍｍから１５０ｍｍまでの範囲内であり、有利には１００ｍｍである。
【００５５】
流出部ないしはその流出面（または上述の脚部）は、好適には細長く形成されたものである。すなわち、流出部等の長手寸法方向の長さは、当該方向に対して横方向の寸法より長く、有利には塔横断面全体にわたって、すなわち、石油精製塔のシェルの１つの内側部分から当該シェルの反対側の内側部分まで延在する。流出部は、複数のセグメントを組み合わせたものとすることができる。このセグメントは、各自が１つの流出部と同様の構成となっており、長手寸法方向に前後に配列されたものである。かかる２つのセグメント間に存在するギャップ（組み合わせにより構成された各流出部の流出面を分離する）は、各セグメントの両流出面セグメントに接するキャップ要素によって覆うことができ、これにより、流出部が特に石油精製塔のシェルの１つの内側部分から当該石油精製塔の当該シェルの反対側の内側部分まで実質的に塔横断面全体に沿って延在して、流出部が全体的に統一した印象が形成される。
【００５６】
有利には、各第２の物質移動トレイはそれぞれ、長手軸に対して横方向に、塔横断面全体にわたって延在する。好適には、それぞれ２つの隣接する流出部が物質移動トレイの細長い貫通孔またはギャップを成し、気相（すなわちクラッキングガス流）がかかる貫通孔またはギャップを通って、塔内において当該塔のシェルの長手軸方向に上昇できるように、互いに平行に延在する流出部を、当該流出部の長手寸法方向に対して横方向において、各流出部相互間の距離を等間隔にして配置する。その際、１つの第２の物質移動トレイの互いに隣接する各流出部の稜線間の距離は、１５０ｍｍから３００ｍｍまでの範囲内である。しかし、かかる距離がとる値は、上記範囲とは異なるものとすることも可能である。上述の距離はその都度、流出部から流れ出た液相が、その下方に配置された流出部上に当たるように調整される。
【００５７】
好適には、２つの隣接する第２の物質移動トレイの流出部を互いにずらして配置するように、第２の物質移動トレイを上下に重ねて配置する。その際には、各下方の第２の物質移動トレイの各流出部が、それぞれ長手軸の方向において、たとえば各上方の第２の物質移動トレイの２つの隣接する流出部によって区切られた貫通孔の下方の中央に配置される。
【００５８】
有利には、第２の物質移動トレイは更に支持リングを備えており、支持リングを介して各第２の物質移動トレイが特にシェルに固定されている。かかる支持リングは有利には、石油精製塔のシェルの内側面に、上述の塔横断面に沿って一周するように設けられている。その際に有利なのは、各流出部が、第１の端部分と、反対側の第２の端部分とで、支持リング上に載置されていることである。かかる場合、両端部分の一方は固定支承部を介して支持リング上に取り付けられ、他方の端部分は滑り支承部を介して支持リング上に取り付けられる。１つの流出部が複数のセグメントから構成される場合には、セグメントごとに１つの固定支承部を設け、かかるセグメントの他方の支承部は滑り支承部とする。
【００５９】
さらに流出部は、上記塔横断面に沿って延在する１つ、２つまたはそれ以上の数の互いに平行な支持体（特に成形支持体）によって支持することもできる。この支持体は、流出部に対して横方向に延在し、当該支持体上に流出部が、またはその構成要素（上記参照）が載置される。かかる支持体は、互いに反対側にある端部分により、有利にはそれぞれ下方から支持リングに接触する。その際には、各支持体の片側は、支持リングの下方に配置された滑り支承部を介してシェルに結合されており、もう片側は、支持リングの下方に配置された固定支承部を介してシェルに結合されている。
【００６０】
図面を参照して、実施例に係る以下の図面についての説明により、本発明の他の具体的構成および利点について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来技術の石油精製塔の概略的な断面図である。
【図２】本発明の方法を実施するための石油精製塔の概略的な断面図である。
【図３】図２の細部図である。
【図４】図３の細部 IV を示す図である。
【図５】図４の細部を上から見た図である。
【図６】図５の線 VI‐VI に沿った部分断面図である。
【図７】本発明の流出部の固定支承部の細部図である。
【図８】図３の細部 VIII の部分断面図である。
【図９】本発明の物質移動トレイ（下部分）と、物質移動トレイに液相を供給するための液体分配部（上部分）とを上から見た図である。
【図１０】液体分配部の２つの事前分配流路を互いに連通する、当該液体分配部の補償流路を、図９の方向Ｘに沿って上から見た部分図である。
【図１１】方形の凹部の形態の出口部を有する最終分配流路であって、当該凹部は当該最終分配流路の側壁の縁辺に沿って形成されている最終分配流路を上から見た、図９の方向 XI に沿った部分図である。
【図１２】方形の凹部の形態の出口部を有する事前分配流路であって、当該凹部は当該事前分配流路の側壁の縁辺に沿って形成されている事前分配流路を上から見た、図９の方向 XII に沿った部分図である。
【図１３】図９から図１２の液体分配部の事前分配流路のために用いられる供給管の一部の部分断面図である。
【図１４】図９から図１３の液体分配部の事前分配流路のために用いられる供給管の、別の一部の部分断面図である。
【図１５】シーブトレイの概略的な断面図である。
【図１６】バブルキャップトレイの概略的な断面図である。
【図１７】バルブトレイの概略的な断面図である。
【００６２】
図１に、従来技術の石油精製塔２を示している。石油精製塔２は上部のガソリン領域２０と下方の石油領域２１とを有し、石油領域２１の下部分にクラッキングガス流Ｓが導入される。このクラッキングガス流Ｓは、炭素水素含有の供給材料（たとえばナフサ）を蒸気クラッキングすることにより生成されたものである（上記参照）。クラッキングガス流Ｓには、石油領域２１において、炭素水素含有の液体の第２の精製剤Ｗ’が逆流方向に加えられ、この第２の精製剤Ｗ’は石油領域２１において、単流サイド・トゥ・サイド・バッフル１７の形態の第２の物質移動トレイ上に載せられる。こうすることにより、比較的沸騰しにくい炭素水素がクラッキングガス流Ｓ中から分離され、塔底部１２において石油留分Ｆ’となって集まる。ガソリン領域２０では、シーブトレイまたはバルブトレイ１５の形態の第１の物質移動トレイ上に炭素水素含有の液体の第１の精製剤Ｗが載せられ、この物質移動トレイを用いて、クラッキングガス流Ｓを当該第１の精製剤Ｗと接触させることにより、比較的沸騰しやすいガソリン留分Ｆが当該クラッキングガス流Ｓ中から分離される。
【００６３】
ここで、図２に示された石油精製塔１を参照して一例として説明する本発明の方法は、図１に示された石油精製塔２の下方の第１の物質移動トレイ１５ａ上における汚染に対応するものとなっている。
【００６４】
具体的には、図２の石油精製塔１は、実質的に円筒形のシェル１０を有し、このシェル１０は、垂直方向と一致する長手軸Ｌの方向に延在し、石油精製塔１の内部空間を区切っている。この内部空間は、長手軸Ｌの方向において、石油精製塔１の塔頂部１１を有するガソリン領域２０と、その下方に配置された、当該石油精製塔１の塔底部１２を含む石油領域２１とに分割され、この石油領域２１はさらに、軽油領域２１ａと、その下方に位置する重油領域２１ｂとに分割することができる。ガソリン領域２０はチムニートレイ１３によって石油領域２１ないしは軽油領域２１ａから分離されており、軽油領域２１ａはチムニートレイ１４によって重油領域２１ｂから分離されている。
【００６５】
事前冷却された上述のクラッキングガス流Ｓは、たとえば約４００℃から６００℃までの間の温度で、石油精製塔１の重油領域２１ｂの底部領域に供給される。本実施例では石油精製塔１の重油領域２１ｂは、長手軸Ｌの方向に上下に重ねて配置された複数の第２の物質移動トレイ１００を有する。図３から図９に、この第２の物質移動トレイ１００を示す。‐上記にて説明したように‐それぞれ互いに隣接する第２の物質移動トレイ１００は、それぞれ下方の第２の物質移動トレイ１００の流出部１０１が、その上方に位置する第２の物質移動トレイ１００の貫通孔ないしはギャップ下方の中央に位置するように設けられている。
【００６６】
クラッキングガスＳは、塔１のシェル１０の長手軸Ｌの方向に当該石油精製塔１の内部空間全体を下方から上方に向かって通流し、このとき重油領域２１ｂにおいて、図９から１４に示されている、長手軸Ｌの方向において第２の物質移動トレイ１００の上方に配置された第２の液体分配部３００を用いて、炭素水素含有の液体の第３の精製剤Ｗ″を第２の物質移動トレイ１００上に載せる。これにより、第３の精製剤Ｗ″は重油領域２１ｂにおいて降下していき、第２の物質移動トレイ１００を通って、上昇していくクラッキングガス流Ｓと集中的に接触する。かかる接触により、クラッキングガス流Ｓ中から最も重質の炭化水素の成分が分離され、この炭化水素は液体の重油留分Ｆ’として石油精製塔１の塔底部１２に集まる。この重油留分Ｆ″は塔底部１２から取り出され、冷却されて第３の精製剤Ｗ″として、少なくとも部分的に重油領域２１ｂ内に還流され、第２の液体分配部３００を用いて再度、最上部の第２の物質移動トレイ１００上ないしはクラッキングガス相Ｓ上に載せられる。
【００６７】
この重油領域２１ｂ内から、重油留分が希釈化したクラッキングガス流Ｓがチムニートレイ１４を介して、石油精製塔１の軽油領域２１ａ内に到達する。ここで、クラッキングガス相Ｓも第２の物質移動トレイ１００を通過してさらに上方に上昇し、このクラッキングガス相Ｓに、軽油領域２１ａの第１の液体分配部２００（図９から１４を参照）を介して、炭化水素含有の液体の第２の精製剤Ｗ’を逆流方向に加えることにより、当該軽油領域２１ａ内において、気相Ｓから分離された相応の、沸騰しやすい炭化水素が、液体の軽油留分として、特にチムニートレイ１４上に集まる。この軽油留分はここから、場合によっては流出部を介して、重油領域２１ｂの第２の液体分配部３００の事前分配流路２１０内に直接達することができる。さらに、上述の軽油留分Ｆ’は軽油領域２１ａ内から取り出されて冷却されて、ガソリン領域２０内から取り出されたガソリン留分Ｆと混合されて第２の精製剤Ｗとして、上述の第１の液体分配部２００を介して軽油領域２１ａ内に還流される。
【００６８】
軽油領域２１ａ内から、軽油留分Ｆ’が希釈化したクラッキングガス流Ｓがチムニートレイ１３を介して、最終的に石油精製塔１のガソリン領域２０内に達し、このガソリン領域２０においてクラッキングガス流Ｓは、シーブトレイ、バブルキャップトレイまたはバルブトレイの形態（図１５から１７を参照）の第１の物質移動トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを介して、塔１の塔頂部１１内に達し、塔頂部１１から取り出される。ガソリン領域２０においてクラッキングガス流Ｓを、炭化水素含有の液体の第１の精製剤Ｗと接触させる。この第１の精製剤Ｗは、比較的沸騰しやすい炭化水素がクラッキングガス流Ｓ中から分離されてガソリン領域２０において液体のガソリン留分Ｆとして集まるように、第１の物質移動トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ上に載せられる。ガソリン留分Ｆはガソリン領域２０内から取り出され、その一部は、軽油領域２１ａから取り出された軽油留分Ｆ’と混合されて、第２の精製剤Ｗ’として軽油領域２１ａ内に還流される（上記参照）。さらに、ガソリン留分Ｆの一部は、下方の第１の物質移動トレイのうち１つに還流し（いわゆるポンプ循環（pump-around））、たとえば、下から２番目に下方にある第１の物質移動トレイ１６ｂに還流することにより、下方の第１の物質移動トレイ１６ａ，１６ｂへの循環を増大させることができ、これにより、ポリマー形成によって特に汚染しやすい下方の第１の物質移動トレイ１６ａ，１６ｂの詰まりを解消することができる（上記参照）。
【００６９】
本発明ではさらに、ガソリン留分Ｆを精製剤Ｗとして、ないしは精製剤Ｗの一成分として、石油精製塔１ないしはガソリン領域２０の頂部１１に還流させる。その際に有利なのは、このガソリン還流（kmol/h）と、石油領域２１ないしは重油領域２１ｂへ供給されるクラッキングガス流Ｓ（kmol/h）との比を１：１６から１：１０までの間とすること、有利には１：１２から１：１０までの間とすることである。好適には、この塔頂１１内に還流されるガソリン留分（いわゆる還流物）は、石油精製塔１に後置された水精製塔内から出たものであり、水精製塔の塔底部内からガソリン留分はガソリン‐水分離容器内に到達し、このガソリン‐水分離容器から、有利には水を含まない状態で、石油精製塔１の塔頂部１１内へ還流として導入される。プラントの始動時には、さらに外部ガソリンを、石油精製塔１の塔頂部１１内に供給することができる（上記参照）。
【００７０】
好適には、石油精製塔１のガソリン領域２０は長手軸Ｌの方向において、石油領域２１の長さＡ’より短い長さＡを有する。この長さＡは好適には、石油領域２１の長さＡ’の半分より短い。
【００７１】
クラッキングガス流Ｓをナフサ等の供給材料の蒸気クラッキングまたは比較的軽質の供給材料の蒸気クラッキングによって生成する場合には、重油領域２１ｂを省略することができる。その場合、石油領域２１の塔底部１２からは石油留分Ｆ’が取り出され、この石油留分Ｆ’は、上述の実施例における軽油留分Ｆ’と同様に処理される。
【００７２】
図３から図９は、第２の物質移動トレイ１００の細部図である。一般的に上述のような物質移動トレイ１００は、塔内の、物質移動を行わせるべき気相ないしは液相に起因して汚染リスクが高くなっている場所であれば何処でも、有利に使用することができる。
【００７３】
第２の物質移動トレイ１００は図９では、互いに平行方向である細長い複数の流出部１０１を有する。これらの流出部１０１は、長手軸Ｌに対して垂直に延在する塔横断面Ｑに対して平行に、等しい高さ（シェル１０の長手軸Ｌにおける高さ）において延在する。互いに隣接する流出部１０１は、それぞれ２つの流出部１０１間において、石油精製塔１の内部空間において気相Ｓが通過して上昇できる貫通孔またはギャップが形成されるように、長手寸法方向に対して横方向において、互いに等間隔に離隔されている。
【００７４】
図４から図７および図９では、上述の複数の流出部１０１はそれぞれ第１の脚部１０２および第２の脚部１０３を有し、これらの脚部１０２，１０３は互いに角度を成すように接続されて稜線１０４を形成することにより、流出部１０１は二等辺の多角形の断面形状１０１を成す。その際には、流出部１０１の各稜線１０４も同様に細長く形成されており、塔横断面Ｑに対して平行に延在する。さらに、各流出部１０１の両脚部１０２，１０３は、長手軸Ｌの方向で見て上方向に向かって互いにぶつかるように延びていることにより、各１つの流出部１０１の２つの各脚部１０２，１０３それぞれが、上方向を向いた１つの流出面１０２ａ，１０３ａを成しており、この流出面１０２ａ，１０３ａはそれぞれ、各流出部１０１の稜線１０４から下方向に下降している。かかる構成により、実際の液体の精製剤Ｗ’，Ｗ″が第１の液体分配部２００または第２の液体分配部３００を通って流出部１０１の各稜線１０４上に載ると、この精製剤Ｗ’，Ｗ″は各稜線１０４の両側において流出面１０２ａ，１０３ａを伝って下方向に降下していき、これにより、当該の精製剤Ｗ’，Ｗ″のカーテンが２つずつ形成される。
【００７５】
図８では、本発明の複数の第２の物質移動トレイ１００が長手軸Ｌの方向に上下に重なって配置されている。この構成では、互いに隣接する第２の物質移動トレイ１００の流出部１０１は塔横断面Ｑに沿った方向に互いにずらされて配置されており、これにより、第２の物質移動トレイ１００の各流出部１０１の流出面１０２ａ，１０３ａから降下した液相Ｗ’，Ｗ″は、当該各流出部１０１の下方に配置された第２の液体分配部１００の、当該各流出部１０１の下方にある２つの流出部１０１上に、降下することとなる。ここで、各下方の第２の物質移動トレイ１００の流出部１０１はそれぞれ、塔横断面Ｑに沿った方向で見て、有利には、その上方に位置する第２の物質移動トレイ１００の２つの流出部１０１間の中央に配置されている。よって、本発明の第２の物質移動トレイ１００は「カスケードトレイ」とも称される。
【００７６】
図４〜７では、第２の物質移動トレイ１００の各流出部１０１は、互いに反対側にある端部分１０１ｄ（図７参照）により、各自に対応する周縁上の支持リング１１０上に設けられており、この支持リング１１０は、石油精製塔１のシェル１０の内側に固定されている。その際には、それぞれ１つの端部分１０１ｄは、固定支承部を介して支持リング１１０に取り付けられており、他方の端部分１０１ｄは滑り支承部を介して支持リング１１０に取り付けられている。
【００７７】
各流出部１０１は塔横断面Ｑの一端から他端まで一続きで、石油精製塔１のシェル１０の１つの内側部分から、その反対側にある、当該石油精製塔１のシェル１０の１つの内側部分まで延在することができる。しかし、１つの流出部１０１を、当該流出部１０１の長手寸法方向において前後に配列された複数のセグメント１０１ａ，１０１ｂから構成する（図５）ことも可能である。その際には、２つの隣接するセグメント１０１ａ，１０１ｂ間のギャップ上にキャップ１０１ｃを被せることができる。このようにして、かかるセグメント１０１ａ，１０１ｂの自由端部分は支持リング１１０上および／または支持体１１２上に載せられ、特に、流出部１０１に対して横方向に延在する成形支持体１１２上に載せられる。場合によっては、かかる支持体１１２を複数設けることもできる。この場合、この複数の支持体１１２は互いに平行に延在する。かかる場合、各セグメント１０１ａ，１０１ｂの一方の端部分は固定支承部を介して支持リング１１０上または支持体１１２上に取り付けられ、各他方の端部分は滑り支承部を介して支持リング１１０上または支持体１１２上に取り付けられる。
【００７８】
支持体１１２が設けられている場合、その自由端部分１１３によって下方から支持リング１１０に接触し、自由端部分１１３は、各支持リング１１０の下方においてシェル１０の内側に固定された支承部１１１上に載置されている。この場合、各支持体１１２の端部分１１３は、各対応する支持リング１１０を受容するための凹部を有し、これにより、各支持リング１１０は各支持体１１２と共に、実質的に段差の無い表面１１２ａを成し、この表面１１２ａ上に流出部１０１を設けることができる（図４参照）。かかる支持体１１２の場合にも、有利には、一方の端部分１１３は滑り支承部１１１の形態の（図４参照）支承部１１１を介してシェル１０に取り付けられており、これに対して他方の端部分１１３は、固定支承部を介して取り付けられている（図３参照）。
【００７９】
さらに、図９の各第２の物質移動トレイ１００の最外側の流出部１０１の側方にカバー要素１１５を設けることも可能である。このカバー要素１１５は、当該流出部１０１と当該カバー要素１１５との間の貫通孔を所定の幅に制限するためのものである。
【００８０】
上下に重ねて配置された複数の第２の物質移動トレイ１００に、実際の液体の精製剤Ｗ’，Ｗ″を供給するため、図２および図９〜１４では、第１の液体分配部２００および第２の液体分配部３００が設けられている。これらの液体分配部はそれぞれ、上方向に開放された箱形の断面の複数の最終分配流路２０２を有する。これらの最終分配流路２０２は、石油精製塔１の長手軸Ｌの方向において、各対応する第２の物質移動トレイ１００の上方に配置されており、各最終分配流路２０２はそれぞれ、上述の塔横断面Ｑに沿って、かつ流出部１０１に対して横方向に延在する。
【００８１】
細長い上述の最終分配流路２０２はそれぞれ、塔横断面Ｑに対して平行に延在する底面２０３と、当該底面２０３から離れていく方向に延在する２つの側壁２０４とを有する。これらの側壁２０４はそれぞれ上縁部２０５を有し（図１１参照）、この上縁部２０５に沿って、方形の凹部の形態の出口部２０１が形成されている。この各出口部２０１は、実際の塔１，３，４の長手軸Ｌの方向においてそれぞれ、鉛直方向に、各出口部２０１に対応する流出部１０１の稜線１０４の上方に配置されている。複数の流出部１０１上に液相Ｗ，Ｗ″を分配するため、各出口部２０１の、各底面２０３に対して平行に延在する下稜線２０６全体に液相Ｗ’，Ｗ″が及び、上述の稜線１０４上まで降下して、カスケード配置された流出部１０１（図８参照）を通って更に下方向に分配することにより、液相Ｗ’，Ｗ″の多数のカーテンが形成され、このカーテンにより、処理対象の気相（たとえばクラッキングガス）Ｓを逆流方向に強制的に導き、これにより、相Ｗ’，Ｗ″，Ｓ間の集中的な物質移動および／またはエネルギー移動が生じるように、最終分配流路２０２に液相Ｗ’，Ｗ″を導入する。
【００８２】
最終分配流路２０２に液相Ｗ’，Ｗ″を導入するため、図１０では、長手軸Ｌ方向で見て最終分配流路２０２より上方に配置された、２つの互いに平行な事前分配流路２１０が設けられている。この事前分配流路２１０も、上方向に開放されて形成されており、箱形の断面に成形されている。事前分配流路２１０も同様に、塔横断面Ｑに沿って延在しており、しかも好適には、最終分配流路２０２と同様に実質的に塔横断面全体にわたって、すなわち、実際の塔１，３，４のシェル１０の１つの内側部分から、反対側の、当該シェル１０の内側部分まで延在している。さらに、事前分配流路２１０は最終分配流路２０２に対して横方向に延在している。
【００８３】
事前分配流路２１０もそれぞれ、塔横断面Ｑに対して平行に延在する底面２１１と、当該底面２１１から離れていく方向に延在する２つの側壁２１２とを有する。これらの側壁２１２はそれぞれ上縁部２１３を有し、この上縁部２１３に、方形の凹部の形態の出口部２１４が形成されており、この各出口部２１４を介して、各出口部２１４に対応する最終分配流路２０２内へ液相Ｗ’，Ｗ″を導入することができる。こうするためには、事前分配流路２１０の出口部２１４もそれぞれ、実際の塔１，３，４のシェル１０の長手軸Ｌ方向である鉛直方向において、各対応する最終分配流路２０２の上方に配置される（図１２，１３および１４参照）。
【００８４】
図１３および１４では上述の各事前分配流路２１０には、それぞれ少なくとも１つの供給管２２０を介して、有利にはそれぞれ２つの供給管２２０を介して液相Ｆが導入される。この供給管２２０の少なくとも一部は、実際の塔１，３，４のシェル１０の長手軸Ｌの方向に延在しており、各供給管２２０内から各対応する事前分配流路２１０内へ液相Ｗ’，Ｗ″が流れるときに通る、各供給管２２０の出口２２１は、上述の長手軸Ｌの方向において、供給先の事前分配流路２１０の各底面２１１の方を向いている。上述の各供給管２２０は、それぞれ２つの互いに平行に延在する飛沫板２２２間に配置される。この飛沫板２２２は、各供給管２２０の出口２２１を両側から仕切り、各飛沫板２２２はそれぞれ、該当する事前分配流路２１０の、対応する側壁２１２に固定されている。
【００８５】
事前分配流路２１０はさらに、各事前分配流路２１０の出口部２１４の両側の各側壁２１２の、外側を向いた外側面に、それぞれ誘導板２１６を有している。これらの誘導板２１６は、各側壁２１２から垂直方向に延びており、各誘導板２１６の下部の自由端部分は、各出口部２１４の下方に配置された最終分配流路２０２内に進入している。この誘導板２１６は、事前分配流路２１０の各出口部２１４からの液相Ｗ’，Ｗ″の流れを、それぞれ対応する最終分配流路２０２内へ誘導するためのものである。
【００８６】
両事前分配流路２１０内における液相Ｗ’，Ｗ″の液位を常に等しくするためには、図９および図１０では、両事前分配流路２１０間に、しかも両事前分配流路２１０に対して横方向に延在する少なくとも１つの補償流路２１５を介して、両事前分配流路２１０を連通させることができる。
【００８７】
石油精製塔１のガソリン領域２０の上述の第１の物質移動トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの断面を、図１５から図１７において概略的に示す。図１５ではこの第１の物質移動トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、シーブトレイ１６の場合、ダウンカマー１６２を有する塔トレイであり、精製剤Ｗはこのダウンカマー１６２を通って、下方にある塔トレイ上に達する。このシーブトレイ１６は複数の貫通孔１６１を有し、クラッキングガスＳはこの貫通孔１６１を通過して、各シーブトレイ１６上に存在する精製剤Ｗと接触する。
【００８８】
第１の物質移動トレイがバブルキャップトレイ１６の形態である場合にも、図１６では同様に、ダウンカマー１６２が設けられている。さらに、かかるバブルキャップトレイ１６では、上述の貫通孔１６１はライザー１６４によって囲まれており、このライザー１６４はキャップ１６３によって覆われている。とりわけ各ライザー１６４は、各対応するキャップ１６３内に進入している。
【００８９】
図１７では、バルブトレイ１６もダウンカマー１６２を有することができることが分かる。バルブトレイ１６ではさらに上述の貫通孔１６１は、これを通る降下を阻止するため、バルブ１６５によって、とりわけフラップによって閉鎖することができる。クラッキングガス圧が十分である場合には、このバルブは押し開けられ、これにより、クラッキングガスＳはバルブトレイの貫通孔１６１内を下方から上方に向かって通過することができる。可動バルブの他に、いわゆる固定バルブ（Fixed Valves）すなわち、促進作用を具備する固定された弁蓋を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１                            石油精製塔
２                            石油精製塔
５                            ポンプ
６                            熱交換器
１０                          シェル
１１                          塔頂部
１２                          塔底部
１３，１４                    チムニートレイ
１５，１５ａ                  シーブトレイまたはバルブトレイ
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  第１の物質移動トレイ、たとえばシーブトレイ、バブルキャップトレイまたはバルブトレイ等
１７                          サイド・トゥ・サイド・バッフル
２０，２１，２１ａ，２１ｂ    塔の各領域
１００                        第２の物質移動トレイ
１０１                        流出部
１０１ａ，１０１ｂ            セグメント
１０１ｃ                      キャップ
１０１ｄ                      端部分
１０２，１０３                脚部
１０２ａ，１０３ａ            流出面
１０４                        稜線
１１０                        支持リング
１１１                        支承部
１１２                        支持体
１１２ａ                      表面
１１３                        端部分
１１５                        カバー板
１６１                        貫通孔
１６２                        ダウンカマー
１６３                        キャップ
１６４                        ライザー
１６５                        バルブ（とりわけフラップ）
２００，３００                液体分配部
２０１                        出口部
２０２                        最終分配流路
２０３                        底面
２０４                        側壁
２０５                        縁部
２０６                        下稜線
２１０                        事前分配流路
２１１                        底面
２１２                        側壁
２１３                        縁部
２１４                        出口部
２１５                        補償流路
２１６                        誘導板
２１７                        下稜線
２２０                        供給管
２２１                        出口部
２２２                        飛沫板
Ｆ，Ｆ’，Ｆ″                留分
Ｉ                            内部空間
Ｌ                            長手軸
Ｑ                            塔横断面
Ｓ                            クラッキングガス流
Ｗ，Ｗ’，Ｗ″                精製剤
【図１】
0006362680.tif 000002
【図２】
0006362680.tif 000003
【図３】
0006362680.tif 000004
【図４】
0006362680.tif 000005
【図５】
0006362680.tif 000006
【図６】
0006362680.tif 000007
【図７】
0006362680.tif 000008
【図８】
0006362680.tif 000009
【図９】
0006362680.tif 000010
【図１０】
0006362680.tif 000011
【図１１】
0006362680.tif 000012
【図１２】
0006362680.tif 000013
【図１３】
0006362680.tif 000014
【図１４】
0006362680.tif 000015
【図１５】
0006362680.tif 000016
【図１６】
0006362680.tif 000017
【図１７】
0006362680.tif 000018