(57)【要約】  本発明は、供給炭化水素を水蒸気分解して分解ガス生成物を生成させること；該分解ガス生成物を高圧液状水との間接式熱交換により冷却して冷却分解ガス生成物を得るとともに、該高圧液状水を高圧水蒸気に気化させること；該高圧水蒸気を第１水蒸気膨張タービン内で膨張させて動力を発生させ、中圧水蒸気を得ること；該中圧水蒸気を該分解炉の対流ゾーン内に送ることにより該中圧水蒸気の少なくとも一部を加熱して該中圧水蒸気の温度を上昇させ、再加熱された中圧水蒸気を該対流ゾーンから回収すること；再加熱された該中圧水蒸気の少なくとも一部を第２水蒸気膨張タービン内で膨張させて動力を発生させ、低圧水蒸気を得ることを含む、エチレンの生産方法における動力回収のための方法を提供する。
2015531838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンの生産方法における動力回収のための方法であって、
ａ）供給炭化水素を１０００℃より上の温度分解炉内で水蒸気分解し、７００から１０００℃の範囲の温度を有する分解ガス生成物を生成させる工程；
ｂ）該分解ガス生成物を、２７０℃より上の初期温度および６５バール（ゲージ圧）より上の初期圧力を有する高圧液状水との間接式熱交換により冷却して冷却分解ガス生成物を得るとともに、該高圧液状水を６５バール（ゲージ圧）より上の圧力を有する高圧水蒸気に気化させる工程；
ｃ）該高圧水蒸気の少なくとも一部を第１水蒸気膨張タービン内で膨張させて動力を発生させ、該高圧水蒸気と比べて低下した温度および低下した圧力を有する中圧水蒸気を得る工程；
ｄ）該中圧水蒸気を該分解炉の対流ゾーン内に送ることにより該中圧水蒸気の少なくとも一部を加熱して該中圧水蒸気の温度を４０から１００℃の範囲で上昇させ、再加熱された中圧水蒸気を該対流ゾーンから回収する工程；
ｅ）再加熱された該中圧水蒸気の少なくとも一部を第２水蒸気膨張タービン内で膨張させて動力を発生させ、再加熱された該中圧水蒸気と比べて低下した圧力を有する低圧水蒸気を得る工程
を含む、方法。
【請求項２】
工程（ｅ）で得られた低圧水蒸気の少なくとも一部を凝縮して液状水にし、これを加圧し、続いて加熱して工程（ｂ）の高圧液状水の少なくとも一部を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
９０から２４０℃の範囲の温度および６５から１５０バール（ゲージ圧）の範囲の圧力を有する加圧液状水を対流ゾーンの一セクション内に送ることにより該高圧水を生成させる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
供給炭化水素を分解炉のラジアントゾーン内で、１０００から１２５０℃の範囲の温度で分解させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
供給炭化水素が、エタン、プロパン、ブタン（液化石油ガスまたはＬＰＧ）、パラフィン系炭化水素および炭化水素の混合物、例えばコンデンセート、天然ガス液（ＮＧＬ）、ナフサ、軽油、減圧軽油、ハイドロワックス、ならびに合成炭化水素、例えばフィッシャー・トロプシュ炭化水素のうちの少なくとも１種類を含むものである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｂ）の高圧水が、２７０から３４０℃の範囲の初期温度および６５から１５０バール（ゲージ圧）の範囲の初期圧力を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
工程（ｂ）で得られる高圧水蒸気が６５から１５０バール（ゲージ圧）の範囲の圧力を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
工程（ｃ）で膨張させた高圧水蒸気が４００℃より上の初期温度、好ましくは４００から６００℃の範囲の初期温度を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
工程（ｃ）で得られる中圧水蒸気が高圧水蒸気の圧力より５０から１００バール下の範囲の圧力を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｃ）で得られる中圧水蒸気が高圧水蒸気の温度より５０から２００℃下の範囲の温度を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
中圧水蒸気を対流ゾーンの一セクションに送り、該対流ゾーンの温度が３５０から７００℃の範囲である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｄ）で得られる再加熱された中圧水蒸気が４００から５５０℃の範囲の温度を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
中圧水蒸気を工程（ｄ）で加熱し、該中圧（ｍｅｄｉｕｍ）水蒸気のエンタルピーを、対流ゾーン内で再加熱された中圧水蒸気１トンあたり１００から１５０ＭＪの範囲で増大させる、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｃ）および（ｅ）で発生する動力の少なくとも一部を用いて１台以上の分解ガス圧縮機および／または１台以上の冷凍圧縮機を駆動させる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
１台以上の分解ガス圧縮機および／または１台以上の冷凍圧縮機を用いて、冷却分解ガスの少なくとも一部を圧縮または冷却する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチレンの生産方法において動力を回収するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エチレンは、典型的には、炭化水素供給原料をエチレン含有分解ガス生成物に変換させる水蒸気分解と称される方法によって生産される。エチレンは、希釈水蒸気と炭化水素供給原料の供給混合物を分解炉のラジアントゾーン内で分解することにより生成される。供給混合物は分解炉の対流ゾーン内で予備加熱され、ここでは該混合物がラジアントゾーンからの排煙と熱交換的接触状態であり、これにより排煙から熱を回収し、続いてラジアントゾーンに入る。高温の分解炉のラジアントゾーンから分解ガス生成物が排出され、典型的には、間接急冷（ｉｎｄｉｒｅｃｔ  ｑｕｅｎｃｈ）交換器（ＩＱＥ，これは場合によってはトランスファーライン（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｌｉｎｅ）交換器（ＴＬＥまたはＴＬＸ）、選択的線形（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌｉｎｅａｒ）交換器（ＳＬＥ）、一次、二次、三次などの急冷交換器（ＰＱＥ／ＳＱＥ／ＴＱＥ／など）、または超選択的交換器（ＵＳＸ）と称される。）と称される熱交換器内の水で冷却される。ＩＱＥ内で分解ガス生成物を急冷することにより飽和水蒸気が生成する。
【０００３】
続いて、分解ガス生成物を、１回以上の圧縮および冷凍工程を含む分離過程で分離する。
【０００４】
慣用的な水蒸気分解ユニット（エチレンクラッカーユニットとも称される。）では、水蒸気膨張タービンを用いて分解ガス圧縮機と冷凍圧縮機を駆動させる。必要とされる水蒸気は、間接急冷交換器（ＩＱＥ）内ならびに炉および加熱器のコイルボイラー内で生成させる。
【０００５】
ＵＳ２００９／０１５８７３７には、水蒸気分解法から動力を回収するための方法が記載されている。ＵＳ２００９／０１５８７３７の方法では、動力回収の効率を上げるために多段式膨張タービンシステムが提案されている。ＵＳ２００９／０１５８７３７では、２つのタービン段が設けられている。第１段目に存在する中圧水蒸気が熱交換により、第１のタービン段に供給された高圧水蒸気で再加熱され、再加熱された該中圧水蒸気が第２のタービン段に供給される。中圧水蒸気の再加熱に必要とされる熱は、分解炉の対流セクション内のＩＱＥから回収された高圧水蒸気を、水蒸気タービンを駆動する目的で高圧水蒸気を過熱するのに通常必要とされる温度より上の温度まで過熱することにより供給される。
【０００６】
ＵＳ２００９／０１５８７３７の方法の不都合点は、高圧水蒸気の取り扱いのために設けられた設備を含む水蒸気分解炉が、典型的には、この最大設計限界で操作されることである。通常使用される温度の過熱水蒸気の取り扱いを可能にするため、配管および熱交換器には特別な合金が使用されている。ＵＳ２００９／０１５８７３７の方法では、過熱水蒸気がさらに高温まで加熱され、高温で取り扱い可能な合金の使用が必要とされ、ＣＡＰＥＸの増大がもたらされるか、または熱交換器および配管の寿命が有意に短くなることを受け入れるかのいずれかとなる。さらに、ＵＳ２００９／０１５８７３７の方法では多数の熱交換工程が必要とされ、エネルギー効率の低下およびＣＡＰＥＸの増大がもたらされる。このような熱交換工程の少なくとも１回は、有意な圧力差を有する２つの流れ間の熱交換を含むものである。ＵＳ２００９／０１５８７３７の実施例２（本発明の実施例，図２および３参照）に記載のように、過熱高圧水蒸気３０（図３の７０）は中圧流３７（図３の７６）と熱交換され、このとき流れ３０と３７（図３の７０と７６）間の圧力差は８０バールより大きい。かかる高い圧力差により、特に５８５℃を超える温度での熱交換器の設計および材質の選択に対して大きな制限が課され、ＣＡＰＥＸの増大がもたらされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１５８７３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
当該技術分野において、エチレンの生産方法におけるより効率的な動力回収のための方法の必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
あらたに、再加熱水蒸気タービンを使用すること、および分解炉の対流ゾーン内の水蒸気膨張タービンの第１段目に存在する中圧水蒸気を再加熱することにより、エチレンの生産方法において動力回収のための方法の効率を上げることが可能であることがわかった。
【００１０】
従って、本発明はエチレンの生産方法において動力回収のための方法であって、
ａ）供給炭化水素を１０００℃より上の温度分解炉内で水蒸気分解し、７００から１０００℃の範囲の温度を有する分解ガス生成物を生成させる工程；
ｂ）該分解ガス生成物を、２７０℃より上の初期温度および６５バール（ゲージ圧）より上の初期圧力を有する高圧液状水との間接式熱交換により冷却して冷却分解ガス生成物を得るとともに、該高圧液状水を６５バール（ゲージ圧）より上の圧力を有する高圧水蒸気に気化させる工程；
ｃ）該高圧水蒸気の少なくとも一部を第１水蒸気膨張タービン内で膨張させて動力を発生させ、該高圧水蒸気と比べて低下した温度および低下した圧力を有する中圧水蒸気を得る工程；
ｄ）該中圧水蒸気を該分解炉の対流ゾーン内に送ることにより該中圧水蒸気の少なくとも一部を加熱して該中圧水蒸気の温度を４０から１００℃の範囲で上昇させ、再加熱された中圧水蒸気を該対流ゾーンから回収する工程；
ｅ）再加熱された該中圧水蒸気の少なくとも一部を第２水蒸気膨張タービン内で膨張させて動力を発生させ、再加熱された該中圧水蒸気と比べて低下した圧力を有する低圧水蒸気を得る工程
を含む、方法を提供する。
【００１１】
本発明による方法では、第１水蒸気膨張タービンに供給される高圧水蒸気を第１水蒸気膨張タービンに存在する中圧水蒸気で冷却するための付加的な熱交換器が必要とされない。これは、中間の熱交換工程に依存する必要なく水蒸気タービンへの直接供給に適した温度で高圧水蒸気を供給することができるというさらなる利点を有する。また、これにより、熱交換器における断裂による第１水蒸気タービンに対する損傷によって高圧水蒸気が該第１タービンに高すぎる温度で供給されるリスクが低減される。
【００１２】
高圧水蒸気を該第１タービンに必要とされる温度より上で過熱する必要性が排除され、また、これにより、第１水蒸気タービンに必要とされる温度より上の温度に耐え得る配管および他の設備を使用する必要性が排除される。
【００１３】
これにより、少なくとも１回の熱交換工程が排除されることによって本方法の効率が上がる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による動力発生のための方法の一実施形態の略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
エチレンは熱分解法によって生産され、該方法では、希釈水蒸気と供給炭化水素の混合物（供給混合物とも称される。）を該分解法に供給し、供給炭化水素を分解させて、低級炭化水素の中でもとりわけエチレンを生成させる。この熱分解法は、一般的には水蒸気分解またはエチレン分解と称される。水蒸気分解ユニット（またはエチレン分解ユニット）は、一般的に、供給炭化水素の分解に必要とされる熱を発生させる分解炉を備えている。エチレンの生産のための分解炉は当該技術分野でよく知られており、供給混合物中の供給炭化水素を分解させるためのラジアントゾーンを内包している。また、分解炉は対流ゾーンも内包しており、該ゾーン内では、炉からの排煙を用いて、希釈水蒸気および供給炭化水素を含む他の流れを（予備）加熱する。分解炉に供給される流れは、管によってラジアントゾーンおよび対流ゾーン内に送られ、間接式熱交換により加熱される。典型的には、供給混合物は対流ゾーン内で予備加熱され、排煙から熱が回収され、次いでラジアントゾーンに入る。排煙が対流ゾーン内を通過するにつれて、熱交換により排煙の冷却が引き起こされる。排煙の冷却により、排煙が対流ゾーン内を通過する際に対流ゾーン内で、ラジアントゾーンから離れる方向に温度が低下する温度プロフィールが生じる。本方法の操作中、供給混合物および所望される場合は他の流体を対流ゾーン内で、該対流ゾーンの選択したセクション内に送ることにより（予備）加熱し、このとき、温度は、所望の加熱程度に最も適した温度にする。
【００１６】
分解炉のラジアントゾーン内では、供給混合物中の供給炭化水素を、１０００℃より上の温度、好ましくは１０００から１２５０℃の範囲の温度のラジアントボックス内で分解させる。分解ガス生成物が生成し、これを、７００から１０００℃の範囲、好ましくは７５０から９００℃の範囲の温度を有するラジアントゾーンから回収する。分解ガス生成物の温度が高すぎると、相対的により貴重なメタンおよびコークスが生成する。一方、低温では、得られる分解収率が低くなる。
【００１７】
続いて、分解ガス生成物は冷却される。好ましくは、分解ガス生成物はＩＱＥ（間接急冷交換器）内で間接式熱交換により冷却される。本明細書における間接式熱交換に対する言及は、２種類以上の流体間の熱交換に対するものであり、この場合、該流体は直接接触または混合状態でない。
【００１８】
分解ガス生成物は高圧液状水で間接式熱交換により冷却される。高圧液状水は、２７０℃より上の初期温度、好ましくは２７０から３５０℃の範囲の初期温度および初期温度条件で水の平衡圧より上の初期圧力を有する。初期圧力は６５バール（ゲージ圧）より上であり、好ましくは、初期圧力は６５から１５０バール（ゲージ圧）、より好ましくは１１０から１３０バール（ゲージ圧）の範囲である。本明細書における流体の初期温度および初期圧力に対する言及は、流体が方法工程に供給されるときの温度および圧力に対するものである。
【００１９】
分解ガスを冷却すると冷却分解ガス生成物が得られる。この分解ガス生成物にはエチレンが含まれている；しかしながら、生成物にはまた、水蒸気および数多くの炭化水素種も含まれている。従って、続いて冷却分解ガス生成物を、典型的には数回の分離および精製工程を含む分離過程で分離し、特定の生成物、例えばエチレンを冷却分解ガス生成物から単離する。分離過程中、冷却分解ガス生成物の少なくとも一部を１回以上の圧縮工程と１回以上の冷凍工程に供する。例えば、分解ガス圧縮機を用いて少なくとも一部の冷却分解ガスを圧縮する。圧縮機は一般的に水蒸気膨張タービンによって駆動され、これによって高圧水蒸気が膨張されることにより該圧縮機を駆動するための動力が発生する。
【００２０】
本発明による方法では、とりわけ１台以上のガス圧縮機（例えば、分解ガス圧縮機）と１台以上の冷凍圧縮機を駆動させるための使用に適した動力が発生する。または、発生した動力を発電に使用してもよく、さらに、これを電動圧縮機の設備を駆動させるのに使用してもよく、送出してもよい。
【００２１】
本方法の工程（ｂ）では、分解ガス生成物を高圧水で間接式熱交換により冷却する。分解ガス生成物との熱交換的接触では、高圧液状水を気化させて高圧水蒸気を得る。好ましくは、高圧水蒸気は、分解ガス生成物との熱交換後、本質的に高圧水の沸点で、即ち、高圧水の沸点から２５℃上、好ましくは１０℃上の範囲内で得られる。高圧水蒸気を高温まで加熱するのではなく、より多くの高圧水を気化させることが好ましい。重量基準では、高圧水の気化は、気化の高熱のため、分解ガス生成物を冷却するためのより効率的な様式である。同時に、より多くの高圧水蒸気も生成され得る。
【００２２】
工程（ｂ）で得られる高圧水蒸気は、工程（ｂ）の熱交換で生じた圧力低下（あれば）が補正された圧力を有し、該圧力は、好ましくは少なくとも工程（ｂ）に供給される高圧水の圧力である。工程（ｂ）で得られる高圧水蒸気は少なくとも６５バール（ゲージ圧）より上の圧力、好ましくは６５から１５０バール（ゲージ圧）、より好ましくは１１０から１３０バール（ゲージ圧）の範囲の圧力を有する。動力を発生させるための水蒸気膨張タービン内での高圧水蒸気のこの後の膨張に鑑みると高圧ほど好ましい。高圧水蒸気の圧力が低すぎると水蒸気膨張タービンの効率が低下する。圧力が高すぎると、これにより水蒸気膨張タービンに対する損傷がもたらされ得る。
【００２３】
工程（ｂ）で生成した高圧水蒸気の少なくとも一部、好ましくは全部を続いて第１水蒸気膨張タービンに供給し、膨張させて動力を発生させる。本明細書において上記のように、工程（ｂ）で得られる高圧水蒸気は、高圧水の沸点と等しいかまたは若干上の温度を有する。場合により、高圧水蒸気を分解炉の対流ゾーン内に送って高圧水蒸気をさらに加熱（過熱とも称する。）することにより、高圧水蒸気の温度をさらに上昇させる。好ましくは、工程（ｃ）で膨張させた高圧水蒸気は、４００℃より上の温度、好ましくは４００から６００℃、より好ましくは４２０から５７５℃の範囲の温度を有する。
【００２４】
第１水蒸気膨張タービンでは、高圧水蒸気を膨張させて動力を発生させる。高圧水蒸気を第１水蒸気膨張タービン内で膨張させ、高圧水蒸気の圧力の低下を引き起こす。高圧水蒸気は、最初に第１水蒸気膨張タービンに供給された高圧水蒸気の圧力より下の圧力まで膨張させる。高圧水蒸気が水蒸気膨張タービン内で膨張するにつれて、該水蒸気の温度が低下する。第１水蒸気膨張タービンでの圧力低下の程度は、水蒸気膨張タービン操作条件ならびに水蒸気膨張タービンの設計に依存する。好ましくは、高圧水蒸気の膨張によって引き起こされる水蒸気膨張タービンでの圧力低下は５０から１００バールの範囲、より好ましくは６０から９０バールの範囲に制御される。好ましくは、高圧水蒸気の膨張によって引き起こされる第１水蒸気膨張タービンでの温度低下は５０から２００℃の範囲、より好ましくは７５から１５０℃の範囲である。
【００２５】
本明細書において上記のように、高圧水蒸気を膨張させることにより該水蒸気の圧力と温度が低下する。従って、中圧水蒸気が水蒸気膨張タービンから得られる。中圧水蒸気は、最初に第１水蒸気膨張タービンに供給された高圧水蒸気と比べて低下した温度および低下した圧力を有する。好ましくは、工程（ｃ）から得られる中圧水蒸気は高圧水蒸気の圧力より５０から１００バール下、好ましくは高圧水蒸気の圧力より６０から９０バール下の範囲の圧力を有する。好ましくは、工程（ｃ）で得られる中圧水蒸気は高圧水蒸気の温度より５０から２００℃下、好ましくは高圧水蒸気の温度より７５から２００℃下の範囲の温度を有する。
【００２６】
続いて、工程（ｃ）で得られた中圧水蒸気を、分解炉の対流ゾーン内の中圧水蒸気を加熱することにより再加熱する。中圧水蒸気を該分解炉の対流ゾーン内に送ることにより該中圧水蒸気の少なくとも一部を加熱して該中圧水蒸気の温度を４０から１００℃、より好ましくは４５から７５℃の範囲で上昇させ、再加熱された中圧水蒸気を該対流ゾーンから回収する。
【００２７】
中圧水蒸気を再圧縮して中圧水蒸気の圧力を上昇させないことが好ましい。
【００２８】
好ましくは、中圧水蒸気を分解炉の対流ゾーンの一セクション内に送り、このとき、対流ゾーン、即ち排煙の温度は３５０から７００℃、より好ましくは４２５から６００℃の範囲にする。特に、対流ゾーンの該セクションの後者の温度範囲が好適である。これは、中圧水蒸気が加熱されるのに充分な温度が可能であると同時に、中圧水蒸気が望ましくない不必要に高い温度まで加熱されるリスクが低減されるためである。かかる高すぎる温度では第２水蒸気膨張タービンが損傷され得、対流ゾーン内で利用可能なエネルギーの使用が非効率的になり得る。
【００２９】
好ましくは、再加熱された中圧水蒸気は４００から５５０℃の範囲の温度を有する。より好ましくは、再加熱された中圧水蒸気は４４０から４７５℃の範囲の温度を有する。
【００３０】
中圧水蒸気のエンタルピーが、再加熱工程なしで中圧水蒸気を第２水蒸気膨張タービンに供給する方法と比べて第２水蒸気膨張タービンに供給される中圧水蒸気１トンあたり１００から１５０ＭＪの範囲で増大するのに充分な熱を対流ゾーンから中圧水蒸気に伝達することが好ましい。
【００３１】
所望により、中圧水蒸気の一部を該過程から引き出し、高圧または中圧水蒸気用排気多岐管に供給してもよい。
【００３２】
再加熱された水蒸気の少なくとも一部、好ましくは全部を第２水蒸気膨張タービンに供給し、膨張させてさらなる動力を発生させる。第２水蒸気膨張タービンから低圧水蒸気が得られる。
【００３３】
中圧水蒸気を加熱して再加熱された該中圧水蒸気を得ることにより、ランキンサイクルに基づいた動力発生の効率は進入温度が上昇するにつれて増大し得るというよく知られた原理によって動力発生効率が有意に増大する。同時に、これにより、水蒸気膨張タービン内での水滴の形成によって引き起こされるタービンブレードに対する損傷が低減または抑制される。水蒸気膨張タービン内部の水蒸気の凝縮によって水滴が形成された場合、水滴がタービンブレードに高速で当たって孔食およびエロージョンが引き起こされ、タービンブレードの寿命および水蒸気膨張タービンの効率が徐々に低下する。第２の水蒸気膨張タービン内で水蒸気が凝縮する傾向は、縮小されない場合は、水蒸気を第１水蒸気膨張タービン内で膨張させた後に再加熱すると大きく低下する。
【００３４】
本発明の方法では、中圧水蒸気を、高圧水蒸気との熱交換によってではなく対流ゾーン内で直接再加熱する。これにより、中圧水蒸気を高圧水蒸気と熱交換的に接触させるための熱交換ユニットを準備する必要性が排除される。また、本方法は、利用可能な高圧水蒸気の温度と容積の変化に対する感受性が低い。先行技術の方法の場合では、高圧水蒸気が中圧水蒸気との熱交換によって充分に冷却されず、水蒸気膨張タービンの損傷がもたらされるというリスクが存在するが、本発明の方法では、高圧水蒸気を第１水蒸気膨張タービンに最適な温度で直接供給することが可能である。
【００３５】
さらに、対流ゾーン内の温度プロフィールが広いため、本方法は、この方法の設計時に対流ゾーンの適切なセクションを選択することにより、広範な温度の再加熱中圧水蒸気に対して設計され得る。
【００３６】
発生する動力は、好ましくは、１台以上の分解ガス圧縮機および／または１台以上の冷凍圧縮機を駆動させるために使用される。より好ましくは、この１台以上の分解ガス圧縮機および／または１台以上の冷凍圧縮機を用いて、分解ガス生成物を加圧水との熱交換によって好ましくはＩＱＥ内で冷却した後に得られる冷却分解ガスの少なくとも一部を圧縮または冷却する。分解ガス生成物からの軽質オレフィン、例えばエチレンおよびプロピレンの回収および精製はエネルギーを大量に消費する過程である。典型的なエチレン回収および精製セクションには、場合により冷却分解ガス生成物からの希釈水蒸気の除去後に冷却分解ガス過程を、比較的高圧まで、典型的には１４から３５バール（ゲージ圧）の範囲に圧縮するための分解ガス圧縮機が含まれる。圧縮分解ガス生成物に含まれたエチレンは、次いで、典型的には回収され、深冷蒸留、例えば、脱エタン塔および脱メタン塔のカラムによって精製される。かかる蒸留工程は、典型的には本質的に低温であり、周囲温度より下の温度で行なわれ、相当な冷凍が必要とされる。
【００３７】
本方法の工程（ｅ）では、低圧水蒸気が生成する。低圧水蒸気は任意の適当な目的に使用され得るが、低圧水蒸気を液状水に凝縮し、これを加圧し、続いて加熱して工程（ｂ）に供給される高圧液状水の少なくとも一部を形成することが好ましい。好ましくは、低圧水蒸気を凝縮することによって得られる液状水（一般的にボイラー給水と称される。）を６５から１５０バール（ゲージ圧）、好ましくは１１０から１３０バール（ゲージ圧）の範囲の圧力まで加圧し、対流ゾーンの一セクション内に送る。好ましくは、対流ゾーンの該セクションに供給された低圧水蒸気の凝縮によって液状水が得られる温度は、対流ゾーンの該セクションに進入する前で９０から２４０℃の範囲である。低圧水蒸気の凝縮によって得られる液状水は、好ましくは対流ゾーンの一セクション内で予備加熱され、該セクション内では排煙は１４０から３００℃の範囲の温度を有する。加熱された加圧水を工程（ｂ）で得られる高圧水蒸気と直接または間接的に接触させることにより、この加熱された加圧水の温度をさらに上昇させてもよい。好ましくは、加熱された加圧水を、工程（ｂ）で得られる高圧水蒸気と直接、水蒸気ドラム内で接触させる。このドラム内には飽和水蒸気相と水相が存在する。
【００３８】
本発明の方法に使用される水蒸気膨張タービンは、高圧で高温の水蒸気を、第１のタービン段から第２のタービン段に送られた中圧水蒸気の中間再加熱により膨張させるのに適した任意の水蒸気膨張タービン（再加熱水蒸気膨張タービンとも称される。）であり得る。かかる水蒸気膨張タービンは当該技術分野でよく知られている。発生する動力を電動圧縮機に動力供給するための電気に変換してもよい；しかしながら、好ましくは、このタービンを圧縮機に従動軸によって機械的に接続する。
【００３９】
第１および第２の水蒸気膨張タービンは別々の水蒸気膨張タービンであってもよい；しかしながら、好ましくは、これらは、単一の再加熱水蒸気膨張タービンシステムの別々の段である。
【００４０】
本方法に対する供給炭化水素は、エチレンを生成させるための任意の適当な供給炭化水素であり得る。好ましくは、供給炭化水素は、エタン、プロパン、ブタンならびに他のパラフィン系炭化水素および炭化水素の混合物、例えばコンデンセート、ＬＰＧ、天然ガス液（ＮＧＬ）、ナフサ、軽油、減圧軽油、ハイドロワックス（ｈｙｄｒｏｗａｘ）ならびに合成炭化水素、例えば、フィッシャー・トロプシュ炭化水素、特に、Ｃ３からＣ１０のフィッシャー・トロプシュパラフィンのうちの少なくとも１種類を含むものである。
【００４１】
図面の詳細な説明
図１に、本発明による動力発生のための方法の一実施形態の略図を示す。この方法では、供給炭化水素１を分解炉５の対流ゾーン５Ａ内に送ることにより供給炭化水素１を予備加熱する。特定の段で、希釈水蒸気１０を供給炭化水素１に添加し、供給混合物１５を形成する。希釈水蒸気１０を供給炭化水素１と混合する前に希釈水蒸気１０を予備加熱しておいてもよい（図示せず）。供給混合物１５を分解炉５の対流ゾーン５Ａ内に送り、続いて供給混合物１５を分解炉５のラジアントゾーン５Ｂ内に送ることにより、供給混合物１５をさらに予備加熱する。分解炉５のラジアントゾーン５Ｂ内では、供給混合物１５中の供給炭化水素が分解され、分解炉５のラジアントゾーン５Ｂから分解ガス生成物２０が得られる。分解ガス生成物２０はＩＱＥ２５に供給され、冷却されて冷却分解ガス生成物３０が得られ、これを別途の分離および精製セクション（図示せず）に供給してもよい。
【００４２】
ボイラー給水５０をポンプ５５内で加圧し、６５バール（ゲージ圧）より上の圧力を有する高圧液状水を得る。高圧液状水６０を分解炉５の対流ゾーン５Ａ内に送り、高圧液状水６０をおよそ２７０℃以上の温度まで加熱する。高圧液状水６０を加熱した後、高圧液状水６０を水蒸気ドラム６５に送る。このドラム内には飽和高圧水蒸気と高圧液状水が存在する。水蒸気ドラム６５から高圧液状水７０をＩＱＥ２５に送り、ここで該液状水は、分解ガス生成物２０との間接式熱交換的接触状態で気化する。高圧水蒸気７５をＩＱＥ２５から排出して水蒸気ドラム６５に送る。水蒸気ドラム６５から高圧水蒸気８０を分解炉５の対流ゾーン５Ａ内に送って過熱し、続いて再加熱水蒸気膨張タービンシステム８５に供給する。再加熱水蒸気膨張タービンシステム８５内において、高圧水蒸気８０が第１水蒸気膨張タービン８５Ａに供給され、ここで高圧水蒸気８０を膨張させて中圧水蒸気９０を得、これを水蒸気膨張タービン８５Ａから排出する。中圧水蒸気９０を分解炉５の対流ゾーン５Ａ内に送って再加熱し、再加熱された中圧水蒸気１００を得る。好ましくは、中圧水蒸気９０を分解炉５の対流ゾーン５Ａの温度が３５０から７００℃の範囲であるセクション内に送る。再加熱された中圧水蒸気は、再加熱水蒸気膨張タービンシステム８５に送られて戻される。再加熱水蒸気膨張タービンシステム８５内において、再加熱された中圧水蒸気１００が第２水蒸気膨張タービン８５Ｂに供給され、ここで、再加熱された中圧水蒸気１００を膨張させて低圧水蒸気１０５を得、これを水蒸気膨張タービン８５Ｂから排出する。第１および第２の水蒸気膨張タービン８５Ａおよび８５Ｂでは動力が発生し、これは、気体流、例えば冷却分解ガス生成物３０の一部または全部を含む気体流を圧縮機８５Ｃ内で圧縮するために使用され得る。第１および第２の水蒸気膨張タービン８５Ａおよび８５Ｂで発生した動力は、圧縮機８５Ｃを駆動させるための電気の形態で供給してもよく、共通軸１１０によって機械的に供給してもよい。
【００４３】
低圧水蒸気１０５をタービンシステム８５から排出して凝縮器１２０に供給し、ここで低圧水蒸気を凝縮してボイラー給水５０を得る。
【図１】
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【国際調査報告】
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