(57)【要約】  低品位廃熱資源の特定部分からのエネルギー効率を高めるために、グラスルーツ中質原油のセミコンバージョン精製施設向けに合体された、直接的又は間接的（若しくはその両方）なプラント間の加熱システムの構成及び関連プロセススキームについて述べる。低品位廃熱源の特定部分からのエネルギー効率を高めるために、統合された中質原油セミコンバージョン精製施設及び芳香族炭化水素複合施設向けに合体された、直接的又は間接的（若しくはその両方）なプラント間の加熱システムの構成及び関連プロセススキームについても述べる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油精製施設で実施する方法であって：
複数の油精製プラントを備え、前記油精製プラントの各々が少なくとも１つの油精製プロセスを実行するように構成され、前記油精製プラントの各々が複数の相互に連結する油精製サブシステムを備え、前記複数の油精製サブシステム間には、それぞれの温度の複数のストリームが流れる、前記原油精製施設において、
前記複数の油精製プラントの、水素化分解プラント、水素プラント、及びディーゼル水素処理プラントそれぞれの、水素化分解プラントストリーム、低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリーム、及びディーゼル水素処理プラントストリームを、１つ以上の熱交換器へ流すステップと；
前記複数の油精製プラントのうちの第１の油精製プラントからのストリームを、前記１つ以上の熱交換器へ流すステップであって、前記第１の油精製プラントは、前記水素化分解プラント、前記水素プラント、及び前記ディーゼル水素処理プラントとは異なり、前記１つ以上の熱交換器は、前記水素化分解プラントストリーム、前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリーム、及び前記ディーゼル水素処理プラントストリームのうちの１つ以上からの熱を、前記第１の油精製プラントからの前記ストリームへ伝達する、前記複数の油精製プラントのうちの第１の油精製プラントからのストリームを、前記１つ以上の熱交換器へ流すステップと；
前記第１の油精製プラントでの石油精製プロセスで、前記水素化分解プラントストリーム、前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリーム、及び前記ディーゼル水素処理プラントストリームのうちの１つ以上によって加熱された前記第１の油精製プラントからの前記ストリームを利用するステップと；
を備える、
方法。
【請求項２】
前記第１の油精製プラントは、ナフサ水素処理プラント、サワーウォータストリッパプラント、アミン再生プラント分離区画、硫黄回収プラント、及びガス分離プラントを備える、
請求項１の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の熱交換器は、前記水素化分解プラントストリーム、前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリーム、及び前記ディーゼル水素処理プラントストリームのうちの１つからの熱を、前記第１の油精製プラントからの前記ストリームへ間接的に伝達する、
請求項１の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の熱交換器は、前記水素化分解プラントストリーム、前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリーム、及びディーゼル水素処理プラントストリームのうちの１つ以上を用いて、緩衝流体を介して熱を間接的に伝達する、
請求項３の方法。
【請求項５】
前記緩衝流体は、油又は水のうち少なくとも一方を備える、
請求項４の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の熱交換器は、前記水素化分解プラントストリーム、前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリーム、及び前記ディーゼル水素処理プラントストリームのうちの１つ以上を用い、以下のステップ：
第１の熱交換器内で、水素化分解プラント内の水素化分解プラントディーゼル生成物ストリームを用いて第１の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第２の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の第２段の低温高圧分離器への供給ストリームを用いて、第２の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第３の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の第１段の低温高圧分離器への供給ストリームを用いて、第３の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第４の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の生成物ストリッパ塔頂ストリームを用いて、第４の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第５の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内のケロシンポンプアラウンドストリームを用いて、第５の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第６の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内のケロシン生成物ストリームを用いて、第６の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第７の熱交換器内で、前記水素プラント内の低温シフトコンバータ生成物ストリームを用いて、第７の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第８の熱交換器内で、前記ディーゼル水素処理プラント内のディーゼルストリッパ塔頂ストリームを用いて、第８の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第９の熱交換器内で、前記ディーゼル水素処理プラント内のディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを用いて、第９の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
によって、前記緩衝流体を介して熱を間接的に伝達する、
請求項４の方法。
【請求項７】
前記第１の熱交換器から出る前記加熱された第１の緩衝流体ストリームと、前記第２の熱交換器から出る前記加熱された第２の緩衝流体ストリームと、前記第３の熱交換器から出る前記加熱された第３の緩衝流体ストリームと、前記第４の熱交換器から出る前記加熱された第４の緩衝流体ストリームと、前記第５の熱交換器から出る前記加熱された第５の緩衝流体ストリームと、前記第６の熱交換器から出る前記加熱された第６の緩衝流体ストリームと、前記第７の熱交換器から出る前記加熱された第７の緩衝流体ストリームと、前記第８の熱交換器から出る前記加熱された第８の緩衝流体ストリームと、前記第９の熱交換器から出る前記加熱された第９の緩衝流体ストリームとを合流させ、合流した加熱緩衝流体を得るステップ；
を更に備える、
請求項６の方法。
【請求項８】
前記合流した加熱緩衝流体を前記ナフサ水素処理プラントへ流すステップと；
第１０の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、前記ナフサ水素処理プラント内のナフサスプリッタ塔底ストリームを加熱するステップと；
前記合流した加熱緩衝流体を前記サワーウォータストリッパプラント内のサワーウォータストリッパ塔底ストリームへ流すステップと；
第１１の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、前記サワーウォータストリッパプラント内のサワーウォータストリッパ塔底ストリームを加熱するステップと；
前記合流した加熱緩衝流体を前記硫黄回収プラントへ流すステップと；
第１２の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、前記硫黄回収プラント内のアミン再生塔底ストリームを加熱するステップと；
前記合流した加熱緩衝流体を前記アミン再生プラント分離区画へ流すステップと；
第１３の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、前記アミン再生プラントの分離区画内の酸性ガス再生塔底ストリームを加熱するステップと；
前記合流した加熱緩衝流体を前記ガス分離プラントへ流すステップと；
第１４の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、前記ガス分離プラント内のＣ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームを加熱するステップと；
前記第１４の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、脱エタン塔底ストリームを加熱するステップと；
を更に備える、
請求項７の方法。
【請求項９】
前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器、前記第４の熱交換器、前記第５の熱交換器、前記第６の熱交換器、前記第７の熱交換器、前記第８の熱交換器、及び前記第９の熱交換器は互いに並列に流体的に連結する、
請求項８の方法。
【請求項１０】
前記第１０の熱交換器は、前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器、前記第４の熱交換器、前記第５の熱交換器、前記第６の熱交換器、前記第７の熱交換器、前記第８の熱交換器、及び前記第９の熱交換器の組み合わせと、直列に流体的に連結する、
請求項９の方法。
【請求項１１】
前記第１０の熱交換器、前記第１１の熱交換器、前記第１２の熱交換器、前記第１３の熱交換器、前記第１４の熱交換器、及び前記第１５の熱交換器は互いに直列に流体的に連結する、
請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記ナフサ水素処理プラントからの前記合流した加熱緩衝流体は、前記サワーウォータストリッパプラントへ、次に前記硫黄回収プラントへ、次に前記アミン再生プラントの分離区画へ、次にガス分離プラントへ流れる、
請求項１０の方法。
【請求項１３】
前記複数のプラント内の前記複数のストリームの第１のサブセットを、前記水素化分解プラントストリーム、前記水素処理プラントストリーム、及び前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリームのうちの１つ以上を用いて直接的に加熱するステップと；
前記複数のプラント内の前記複数のストリームの第２のサブセットを、前記水素化分解プラントストリーム、前記水素処理プラントストリーム、及び前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリームのうちの１つ以上を用いて間接的に加熱するステップと；
を更に備える、
請求項１の方法。
【請求項１４】
前記複数のストリームの前記第２のサブセットを間接的に加熱する前記ステップは、前記複数のストリームの前記第２のサブセットを、前記水素化分解プラントストリーム、前記水素処理プラントストリーム、及び前記低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリームのうちの１つ以上を用いて、緩衝流体を介して加熱するステップ；
を備える、
請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記緩衝流体は油又は水のうち少なくとも一方を備える、
請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記第２のサブセットは、サワーウォータストリッパプラントストリーム、硫黄回収プラントストリーム、酸性ガス除去ストリーム、及びガス分離プラントストリームを備え、
前記緩衝流体を用いて前記第２のサブセットを間接的に加熱する前記ステップは：
第１の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の水素化分解プラントディーゼル生成物ストリームを用いて、第１の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第２の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の第２段の低温高圧分離器への供給ストリームを用いて、第２の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第３の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の第１段の低温高圧分離器への供給ストリームを用いて、第３の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第４の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内の生成物ストリッパ塔頂ストリームを用いて、第４の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第５の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内のケロシンポンプアラウンドストリームを用いて、第５の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第６の熱交換器内で、前記水素化分解プラント内のケロシン生成物ストリームを用いて、第６の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第７の熱交換器内で、前記水素プラント内の低温シフトコンバータ生成物ストリームを用いて、第７の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第８の熱交換器内で、前記ディーゼル水素処理プラント内のディーゼルストリッパ塔頂ストリームを用いて、第８の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
第９の熱交換器内で、前記ディーゼル水素処理プラント内のディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを用いて、第９の緩衝流体ストリームを加熱するステップと；
を備える、
請求項１４の方法。
【請求項１７】
前記第１の熱交換器から出た前記加熱された第１の緩衝流体ストリームと、前記第２の熱交換器から出た前記加熱された第２の緩衝流体ストリームと、前記第３の熱交換器から出た前記加熱された第３の緩衝流体ストリームと、前記第４の熱交換器から出た前記加熱された第４の緩衝流体ストリームと、前記第５の熱交換器から出た前記加熱された第５の緩衝流体ストリームと、前記第６の熱交換器から出た前記加熱された第６の緩衝流体ストリームと、前記第７の熱交換器から出た前記加熱された第７の緩衝流体ストリームと、前記第８の熱交換器から出た前記加熱された第８の緩衝流体ストリームと、前記第９の熱交換器から出た前記加熱された第９の緩衝流体ストリームとを合流させ、合流した加熱緩衝流体ストリームを得るステップ；
を更に備える、
請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記合流した加熱緩衝流体ストリームを前記サワーウォータストリッパプラントへ流すステップと；
第１０の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、サワーウォータストリッパプラント内のサワーウォータストリッパストリームを加熱するステップと；
前記合流した加熱緩衝流体を前記硫黄回収プラントへ流すステップと；
第１１の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、硫黄回収プラント内の硫黄回収プラントアミン再生塔底ストリームを加熱するステップと；
前記合流した加熱緩衝流体を前記アミン再生プラントの分離区画へ流すステップと；
第１２の熱交換器内で、前記合流した加熱緩衝流体を用いて、前記アミン再生プラントの分離区画内の酸性ガス再生塔底ストリームを加熱するステップと；
を更に備える、
請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記合流した加熱緩衝流体は、前記サワーウォータストリッパプラントへ流れ、次に前記硫黄回収プラントへ、次に前記アミン再生プラントの分離区画へ流れる、
請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記第１のサブセットは、前記ナフサ水素処理プラント内のナフサスプリッタ塔底ストリームを備え、前記ナフサスプリッタ塔底ストリームは、前記水素化分解プラントストリーム及び前記水素処理プラントストリームを用い、以下のステップ：
熱交換器Ａ内で、ディーゼル水素処理プラントストリームを用い、前記ディーゼル水素処理プラント内のディーゼルストリッパ塔頂ストリームを用いて、前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの第１の分岐を加熱するステップと；
熱交換器Ｂ内で、前記ディーゼル水素処理プラントを用い、前記ディーゼル水素処理プラント内のディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを用いて、前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの第２の分岐を加熱するステップと；
熱交換器Ｃ内で、水素化分解プラントストリームを用い、前記水素化分解プラント内の生成物ストリッパ塔頂ストリームを用いて、前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの第３の分岐を加熱するステップと；
熱交換器Ｄ内で、前記水素化分解プラントストリームを用い、前記水素化分解プラント内のディーゼル生成物ストリームを用いて、前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの第４の分岐を加熱するステップと；
熱交換器Ｅ内で、前記水素化分解プラントストリームを用い、前記水素化分解プラント内のケロシン生成物ストリームを用いて、前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの第５の分岐を加熱するステップと；
熱交換器Ｆ内で、前記水素化分解プラントストリームを用い、前記水素化分解プラントストリーム内のケロシンポンプアラウンドストリームを用いて前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの第６の分岐を加熱するステップと；
前記加熱された第１の分岐、前記加熱された第２の分岐、前記加熱された第３の分岐、前記加熱された第４の分岐、前記加熱された第５の分岐、前記加熱された第６の分岐を合流させ、合流し加熱されたナフサスプリッタ塔底ストリームを得るステップと；
前記加熱されたナフサスプリッタ塔底ストリームを、前記ナフサ水素処理プラント内の前記ナフサスプリッタ塔底へ流すステップと；
によって直接的に加熱される、
請求項１６の方法。
【請求項２１】
前記熱交換器Ａ、前記熱交換器Ｂ、前記熱交換器Ｃ、前記熱交換器Ｄ、前記熱交換器Ｅ、及び前記熱交換器Ｆは、互いに並列に流体的に連結される、
請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記第１の熱交換器は前記熱交換器Ｄと直列に流体的に連結され、前記第４の熱交換器は前記熱交換器Ｃと直列に流体的に連結され、前記第５の熱交換器は前記熱交換器Ｆと直列に流体的に連結され、前記第６の熱交換器は前記熱交換器Ｅと直列に流体的に連結され、前記第８の熱交換器は前記熱交換器Ａと直列に流体的に連結され、前記第９の熱交換器は前記熱交換器Ｂと直列に流体的に連結される、
請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器、前記第４の熱交換器、前記第５の熱交換器、前記第６の熱交換器、前記第７の熱交換器、前記第８の熱交換器、及び前記第９の熱交換器は互いに並列に流体的に連結される、
請求項２０の方法。
【請求項２４】
前記熱交換器Ｅ内で前記ナフサスプリッタ塔底ストリームの前記第５の分岐を加熱するために用いられる前記水素化分解プラントストリームは、ケロシン生成物ストリームを備え、
前記熱交換器Ｅから出る前記ケロシン生成物ストリームを、前記ガス分離プラントへ流すステップと；
第１３の熱交換器内で、前記熱交換器Ｅから出る前記ケロシン生成物ストリームを用いて、前記ガス分離プラント内のＣ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームの第１分岐を加熱するステップと；
前記熱交換器Ｂから出る前記ディーゼル水素処理プラントストリームを、前記ガス分離プラントへ流すステップと；
第１４の熱交換器内で、前記熱交換器Ｂから出る前記ディーゼル水素処理プラントストリームを用いて、前記ガス分離プラント内の前記Ｃ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームの第２の分岐を加熱するステップと；
前記第７の熱交換器から出る前記水素プラント内の前記低温シフトコンバータ生成物ストリームを、前記ガス分離プラントへ流すステップと；
第１５の熱交換器内で、前記第７の熱交換器から出る前記水素プラント内の前記低温シフトコンバータ生成物ストリームを用いて、脱エタン塔底ストリームを加熱するステップと；
を更に備える、
請求項２３の方法。
【請求項２５】
前記第１０の熱交換器は、前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器、前記第３の熱交換器、前記第４の熱交換器、前記第５の熱交換器、前記第６の熱交換器、前記第７の熱交換器、前記第８の熱交換器、及び前記第９の熱交換器と直列に流体的に連結される、
請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記第１０の熱交換器、前記第１１の熱交換器、前記第１２の熱交換器、前記第１３の熱交換器、及び前記第１４の熱交換器は互いに直列に流体的に連結される、
請求項２５の方法。
【請求項２７】
前記第７の熱交換器と前記第１５の熱交換器は互いに直列に流体的に連結される、
請求項２６の方法。
【請求項２８】
原油精製施設で実施されるシステムであって、請求項１の方法を実施するように構成される、
システム。
【請求項２９】
前記システムは流量制御システムを備える、
請求項２８のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年８月２４日に出願された米国仮特許出願番号６２／２０９，２１７、２０１５年８月２４日に出願された米国仮特許出願番号６２／２０９，１４７、２０１５年８月２４日に出願された米国仮特許出願願号６２／２０９，１８８、及び、２０１５年８月２４日に出願された米国仮特許出願番号６２／２０９，２２３に基づく優先権を主張するものである。各先行出願の内容全体を参照してその全体を本明細書に組み入れる。
【０００２】
この明細書は、産業施設の運用、例えば、原油精製施設（ｃｒｕｄｅ  ｏｉｌ  ｒｅｆｉｎｉｎｇ  ｆａｃｉｌｉｔｙ）又は熱を発生するプラントを有する他の産業施設の運用に関する。
【背景技術】
【０００３】
石油精製（油精製）プロセスは化学工学プロセスであり、石油精製所で用いられる他の施設は、原油を、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル油、燃料油他の生成物（製品）へ変換するために用いられる。石油精製所は大規模な工業コンプレックス（複合施設）であり、多くの様々な処理ユニット及び補助施設、例えば、ユーティリティユニット、貯蔵タンク他の補助施設を含む。各精製所は、例えば精製所の場所、意図する生成物、経済上の考慮他の要因によって決定された独自の配置及び精製プロセスの組合せを有している。原油を、先に挙げたような生成物へ変換するために実施される石油精製プロセスは、再利用できない熱及び大気を汚染する可能性のある温室効果ガス（ＧＨＧ）などの副産物を産生する可能性がある。地球環境は、大気中へのＧＨＧ放出による地球温暖化の影響を部分的に受けているものと考えられている。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書は、産業用施設における廃エネルギーから精製施設のエネルギー消費を２桁削減するためのプラント間の廃熱回収スキームに関する技術について述べる。
【０００５】
ここで述べる主題のいくつかの態様は、ここに述べる方法を実現するために、原油精製施設内のシステムとして実現できる。このシステムは流量制御システムを含むことができる。
【０００６】
本明細書に記載する一の又は複数の実施の詳細を、添付の図面及び後の記載で述べる。本主題の他の特徴、態様及び利点は、明細書の記載、添付の図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｄ−１】図１Ｄ−１は、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｄ−２】図１Ｄ−２は、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｅ】図１Ｅは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｆ】図１Ｆは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｇ】図１Ｇは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｈ】図１Ｈは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｉ】図１Ｉは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｊ】図１Ｊは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｋ】図１Ｋは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｌ】図１Ｌは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、及びガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【０００８】
【図１Ｍ】図１Ｍは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｎ】図１Ｎは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｏ】図１Ｏは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｐ−１】図１Ｐ−１は、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｐ−２】図１Ｐ−２は、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｑ】図１Ｑは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｒ】図１Ｒは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｓ】図１Ｓは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｔ】図１Ｔは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｕ】図１Ｕは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｖ】図１Ｖは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｗ】図１Ｗは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｘ】図１Ｘは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【図１Ｙ】図１Ｙは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラントストリーム、サワーウォータストリッパプラントストリーム、アミン再生プラントの分離区画部ストリーム、硫黄回収プラントストリーム、ガス分離プラントストリームを加熱するための構成及び関連するスキームの詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
産業廃熱は、例えば、原油精製所、石油化学及び化学コンプレックス他の多くの産業施設における潜在的な無炭素発電（ｃａｒｂｏｎ−ｆｒｅｅ  ｐｏｗｅｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）の資源である。例えば、芳香族炭化水素（芳香族化合物）（ａｒｏｍａｔｉｃｓ）をともなう中規模の統合原油精製所では、最大で毎時４，０００ＭＭ英熱量（Ｂｔｕ／ｈｒ）の熱量が、原油及び芳香族炭化水素のサイトに沿って延びる空気クーラーのネットワークで浪費されている。廃熱の一部は、原油精製所の精製サブユニット内のストリーム（流れ）を加熱するために再利用することができ、それによって、ストリームの加熱にそうでなければ必要になるはずであった熱の量を減らすことができる。このようにして、原油精製所が消費する熱量を減らすことができる。さらに、温室効果ガス（ＧＨＧ）の排出量も削減できる。実施によっては、原油精製所の運用方針に悪影響を与えることなく、加熱ユーティリティの消費量を約３４％削減し、冷却ユーティリティの消費量を約２０％削減できる。
【００１０】
ここに記載する廃熱回収及び再利用技術は、中質原油精製セミコンバージョン（ｍｅｄｉｕｍ  ｇｒａｄｅ  ｃｒｕｄｅ  ｏｉｌ  ｒｅｆｉｎｉｎｇ  ｓｅｍｉ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）施設、並びに、統合された、中質原油精製セミコンバージョン精製施設及び芳香族炭化水素施設（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｍｅｄｉｕｍ  ｇｒａｄｅ  ｃｒｕｄｅ  ｏｉｌ  ｒｅｆｉｎｉｎｇ  ｓｅｍｉ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｉｌ  ｒｅｆｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  ａｒｏｍａｔｉｃｓ）で実施できる。この実施により、加熱ユーティリティの消費量を、既存の及び新規な原油精製施設の最新設計で消費される加熱ユーティリティの消費量の約６６％にすることができる、エネルギー効率の高いシステムが得られる。この実施により地球環境の汚染は減少し、既存の及び新規な原油精製施設の最新設計でのＧＨＧ排出量の約３分の１を削減できる。
【００１１】
既存の特定の精製施設では、蒸気リボイラで発生する熱エネルギーを利用して、プラント（例えば、ナフサ水素処理プラント、サワー（硫黄化合物で汚れた）（酸性の）ウォータストリッパ（除去）プラント、又はその他プラント）内のストリームを加熱する。本明細書に記載された主題の実施によっては、プラント内のストリームは、別のプラント（例えば、水素化分解プラント、水素処理プラント、水素プラント、又は他のプラント）内の別のストリームによって運ばれる廃熱を用いて加熱することができる。これにより、蒸気リボイラで発生する熱エネルギーを削減又はなくすことができる。換言すると、蒸気リボイラは、プラント内のストリームを加熱する唯一の熱エネルギー源である必要はないということである。他方のプラント内の他方のストリームによって運ばれる廃熱は、蒸気リボイラで発生した熱エネルギーと置き換わる、又は、熱エネルギーを補うことができ、それによって蒸気リボイラからの必要な熱エネルギー量を減らすことができる。
【００１２】
ここに記載する主題は、種々のプラントの特定の運転モードで実施でき、原油精製所の既存の熱交換器のネットワーク設計を変えずに改変できる。廃熱回収及び再利用プロセスで用いる最小の接近温度（ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を３℃程度に低くすることができる。実施によっては、初期フェーズの最小の接近温度を高く用いて廃熱／エネルギー回収を犠牲にしても、後続のフェーズで、特定の熱源のために最小の接近温度を用いれば、比較的良好な省エネを実現できる。
【００１３】
要約すると、本開示は、加熱／冷却ユーティリティのエネルギー効率を高める、いくつかの原油精製所に共通する分離／蒸留ネットワーク、構成、及びプロセススキームについて記載する。エネルギー効率の向上は、例えば散在する低品位のエネルギー効率の複数のプロセスストリームにより運ばれる低品位廃熱のすべて又は一部を再利用することによって実現される。
【００１４】
原油精製プラントの実例
【００１５】
１．水素プラント
【００１６】
水素は一般的に、硫黄除去及び炭化水素生成物の品質向上のために精製所で用いられる。ガソリン及びディーゼルの硫黄規制が厳しくなるにつれて、水素の精製需要が増加し続けている。水素生成プラントでは２つのプロセススキーム、すなわち従来プロセスと、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ベースのプロセスとが意図的に採用されている。水素の製造には、水素化脱硫、蒸気改質、シフト転化、及び精製が含まれる。従来プロセスは中純度の水素を生成する一方、ＰＳＡベースのプロセスは、水素を回収し、高純度、例えば９９．９％を超える純度にまで精製する。
【００１７】
２．芳香族炭化水素複合施設（ａｒｏｍａｔｉｃｓ  ｃｏｍｐｌｅｘ）
【００１８】
典型的な芳香族炭化水素複合施設は、連続接触改質装置（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｒｅｆｏｒｍｅｒ）（ＣＣＲ）技術を利用するナフサの接触改質により、基本的な石油化学中間体であるベンゼン、トルエン及びキシレン（ＢＴＸ）を産生する、プロセスユニットの組合せを含む。
【００１９】
３．ガス分離プラント（ｇａｓ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｐｌａｎｔ）
【００２０】
ガス分離プラントには、天然ガス液（ＮＧＬ）中及びガスプラントと精製所の軽留分中のエタンとプロパンをそれぞれ分離するために用いられる蒸留塔（ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｃｏｌｕｍｎ）である脱エタン塔（ｄｅ−ｅｔｈａｎｉｚｅｒ）と脱プロパン塔（ｄｅ−ｐｒｏｐａｎｉｚｅｒ）とが含まれる。脱エタン塔は、プロパン、ブタン他の重質成分の混合物からエタンを除去する。脱エタン塔を出た混合物は脱プロパン塔に送られてプロパンが分離される。
【００２１】
４．アミン再生プラント
【００２２】
硫化水素と二酸化炭素は、天然ガス中に存在する最も一般的な混入物質であり、その混入量は、除去しなければ天然ガス処理施設に悪影響を及ぼし得る他の混入物質よりも多い。弱塩基（例えばアミン）が硫化水素及び二酸化炭素などの弱酸と反応して弱塩を形成する化学プロセスにおいてサワーガスを緩和するために、アミンを酸性ガス吸収塔（ａｂｓｏｒｂｅｒ）及び再生塔（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）で用いる。
【００２３】
５．水素化分解プラント
【００２４】
水素化分解は、接触分解と水素化とを組み合わせた２段プロセスである。このプロセスでは、重質原料油が水素存在下で分解され、より望ましい生成物を産生する。このプロセスでは、高圧、高温、触媒、及び水素が用いられる。水素化分解は、接触分解及び改質のいずれによっても処理が困難な原料油に用いられる。というのは、これらの原料油は、一般に、多環式芳香族化合物を多く含有するか又は２種類の主触媒毒−硫黄及び窒素化合物（又はそれらの組み合わせ）−が高濃度に含まれるという特徴があるからである。
【００２５】
水素化分解プロセスは、原料油の性質と、競合する２つの反応である水素化及び分解の相対速度とに依存する。芳香族炭化水素の重質原料油は、水素及び特殊触媒の存在下で、広い範囲の高圧及び高温下で、より軽質の生成物に転化される。原料油のパラフィン含有量が多いと、水素は多環式芳香族化合物の形成を防げる。水素はタール形成を減らし、触媒上のコークスの蓄積も防止する。水素化は更に、原料油中の硫黄及び窒素化合物を硫化水素及びアンモニアに変換する。水素化分解は、アルキル化原料のイソブタンを生成し、高品質ジェット燃料において重要な、流動点制御（ｐｏｕｒ−ｐｏｉｎｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ）と煙点制御（ｓｍｏｋｅ−ｐｏｉｎｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ）の両方の異性化も行う。
【００２６】
６．ディーゼル水素（化）処理プラント（ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｉｎｇ  ｐｌａｎｔ）
【００２７】
水素処理は、セタン価、密度及び煙点を高めながら、硫黄、窒素及び芳香族炭化水素を減らす精製所プロセスである。水素処理は、厳しいクリーン燃料仕様、輸送燃料に対する需要の高まり、ディーゼルへのシフトなど、世界的なトレンドに対応する精製業界の取り組みを支援する。このプロセスでは、新鮮な原料油が加熱され、水素と混合される。反応塔（反応器）の廃液は、混合された原料との間で熱交換し、再循環ガスとストリッパ充填物とを加熱する。次いで、硫化物（例えば、二硫化アンモニウム及び硫化水素）が原料油から除去される。
【００２８】
７．サワーウォータストリッパユーティリティプラント（ＳＷＳＵＰ）（ｓｏｕｒ  ｗａｔｅｒ  ｓｔｒｉｐｐｅｒ  ｕｔｉｌｉｔｙ  ｐｌａｎｔ）
【００２９】
ＳＷＳＵＰは、酸性ガス除去ユニット、硫黄回収ユニット及びフレアユニットから、サワーウォータのストリームと、サワーウォータフラッシング室からのサワーガスとを受け取る。ＳＷＳＵＰは、サワーウォータのストリームから、サワー成分、主として二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）及びアンモニア（ＮＨ３）を除去する。
【００３０】
８．硫黄除去プラント（ｓｕｌｆｕｒ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｐｌａｎｔ）
【００３１】
精製所の硫黄除去施設は、環境規制に適合するべく硫黄化合物の大気への排出を規制するように操作される。硫黄除去プラントでは、硫黄を含む燃焼生成物を、例えば、加熱、凝縮器による冷却、硫黄変換触媒の使用などの処理技術によって処理できる。
【００３２】
９．ナフサ水素処理プラントと連続接触改質プラント
【００３３】
ナフサ水素処理装置（ＮＨＴ）は、ガソリンプール中の調合剤として、最大リード蒸気圧（ＲＶＰ）が２７．６ｋＰａ（４．０ｐｓｉ）である１０１リサーチ・オクタン価（ＲＯＮ）の改質油を生成する。これは通常、原油設備（ｃｒｕｄｅ  ｕｎｉｔ）、ガス凝縮スプリッタ、水素化分解装置、直留軽ナフサ（ＬＳＲＮ）及びビスブレーカプラントからのナフサのブレンドを処理する柔軟性を備えている。ＮＨＴはナフサを処理してＣＣＲ装置用及びガソリン混合用の脱硫された供給油を生成する。
【００３４】
熱交換器
【００３５】
本開示で説明する構成においては、熱交換器を用いて、一方の媒体（例えば、原油精製施設のプラントを通って流れるストリーム、緩衝流体又は他の媒体）から他方の媒体（例えば、緩衝流体又は原油施設（ｃｒｕｄｅ  ｏｉｌ  ｆａｃｉｌｉｔｙ）のプラントを通って流れる別のストリーム）へ熱が伝達される。熱交換器は、典型的には、熱い方の流体ストリームから熱くない方の流体ストリームへ伝熱（熱交換）する装置である。熱交換器は、冷蔵庫、エアコン他の冷却用途などの加熱及び冷却に用いることができる。熱交換器は、液体が流れる方向に基づいて互いに区別できる。例えば、熱交換器は、並行流、直交流、向流のいずれであってもよい。並行流の熱交換器では、関与する両流体が同じ方向に移動し、並んで熱交換器に出入りする。直交流の熱交換器では、流体経路が互いに直角方向に交差する。向流の熱交換器では、流体経路の流れは反対方向であり、一方の流体が出るところで他方の流体が入る。向流の熱交換器は、場合によっては他のタイプの熱交換器より効果的である。
【００３６】
流体の方向に基づく熱交換器の分類に加えて、熱交換器をその構造に基づいて分類することもできる。熱交換器によっては多管構造である。熱交換器によってはプレートを含み、プレート間の空間を流体が流れる。熱交換器によっては、液体から液体への熱交換を可能にするものもあれば、他の媒体を用いて熱交換を可能にするものもある。
【００３７】
原油精製施設及び石油化学施設の熱交換器は、多くの場合、液体が流れる複数の流管を含むシェルアンドチューブ型熱交換器である。流管は２つのセットに分けられ、第１のセットは加熱又は冷却されることになる液体を収容し、第２のセットは熱交換を引き起こすことに関与する液体、すなわち、熱を吸収しこれを伝達して持ち去ることにより第１のセットの流管から熱を除去する流体、又は、流管内の液体に自身の熱を伝達することによって第１のセットの流管を暖める流体を収容する。このタイプの交換器を設計するときは、最適な熱交換が行えるように、流管の直径と流管の壁厚とを正確に決定する必要がある。流れに関して、シェルアンドチューブ型熱交換器は３つの流路パターンのいずれかをとることができる。
【００３８】
原油精製施設及び石油化学施設の熱交換器を、プレートアンドフレーム型熱交換器とすることもできる。プレート型熱交換器には複数枚の薄いプレートが結合され、その間に少しの空間がある。多くの場合、ゴム製ガスケットでその空間が維持される。表面積は大きく、各矩形プレートの隅部には開口部を備え、この開口部を通して流体がプレート間を流れる。流体が流れるときに、プレートから熱を抽出する。流体経路自体が熱い方の液体と冷たい方の液体とを交互に配置するので、熱交換器は流体を効果的に加熱及び冷却できる。プレート型熱交換器はその表面積が大きいため、シェルアンドチューブ型熱交換器よりも効果的な場合がある。
【００３９】
他のタイプの熱交換器には、蓄熱式（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ）熱交換器及び断熱ホイール型熱交換器がある。蓄熱式熱交換器では、同じ流体が交換器の両側に沿って通過するが、この熱交換器は、プレート型熱交換器であってもシェルアンドチューブ型熱交換器であってもよい。流体は非常に熱くなり得るので、流出流体を用いて流入流体を温め、温度をほぼ一定に維持する。プロセスは周期的であるので、エネルギーは蓄熱式熱交換器に保存され、殆どすべての相対熱量が流出流体から流入流体へ伝達される。一定の温度を維持するには、全体の流体温度を上げたり下げたりするために少量の余分なエネルギーが必要である。断熱ホイール型熱交換器では、熱を貯留するために中間液が用いられ、この熱が熱交換器の反対側へ移される。断熱ホイールは、高い方の温度と低い方の温度の両液の中を回転して熱を抽出又は伝達する、スリート付きの大型ホイールで構成される。本開示に記載する熱交換器は、上記の熱交換器、他の任意の熱交換器、及びそれらの組み合わせのうちの何れの熱交換器であってもよい。
【００４０】
各構成の各熱交換器は、それぞれの熱デューティに関連付けることができる。熱交換器の熱デューティは、熱交換器により、高い方の温度のストリームから低い方の温度のストリームへ移動できる熱量として定義することができる。熱量は、高い方の温度のストリームと低い方の温度のストリームの両方の条件と熱的性質とから計算できる。高い方の温度のストリームの観点から、熱交換器の熱デューティは、高い方の温度のストリーム流量と、高い方の温度のストリーム比熱と、熱交換器への高い方の温度のストリーム入口温度と熱交換器の高い方の温度のストリーム出口との間の温度差との積で表せる。低い方の温度のストリームの観点から、熱交換器の熱デューティは、低い方の温度のストリーム流量と、低い方の温度のストリーム比熱と、熱交換器からの低い方の温度のストリーム出口温度と熱交換器からの低い方の温度のストリーム入口温度との温度差との積で表せる。用途によっては、これらのユニットは、特に十分に断熱されている場合、環境への熱損失がないと仮定すると、上記２つの熱量は等しいとみなすことができる。熱交換器の熱デューティは、ワット（Ｗ）、メガワット（ＭＷ）、１時間あたりの英熱量（Ｂｔｕ／ｈｒ）、又は１時間あたりのキロカロリー（Ｋｃａｌ／ｈｒ）の単位で測定できる。ここに記載する構成では、熱交換器の熱デューティは、「約ＸＭＷ」として提供され、「Ｘ」は熱デューティの数値を表す。熱デューティの数値は絶対的な値ではない。すなわち、熱交換器の実際の熱デューティは、Ｘにほぼ等しいことも、Ｘより大きいことも、Ｘより小さいこともある。
【００４１】
熱交換器が直列であると記載されている構成には複数の実例がある。実施によっては、熱交換器は、一の順序で直列に配置することができる（例えば、第１の熱交換器、第２の熱交換器、及び第３の熱交換器の順）一方、その他の実施によっては、熱交換器を異なる順序で配置することができる（例えば、第３の熱交換器、第１の熱交換器、第２の熱交換器の順）。換言すると、一の実施において第２の熱交換器に直列で下流に位置するとされた第１の熱交換器が、第２の異なる実施において第２の熱交換器に直列で上流に位置することもある。
【００４２】
流量制御システム
【００４３】
後述する各構成において、プロセスストリーム（単に「ストリーム」とも呼ぶ）は、原油精製施設の各プラント内部と、原油精製施設のプラント間とを流れる。プロセスストリームは、原油精製施設全体に実装された１つ又は複数の流量制御システムを用いて流すことができる。流量制御システムは、プロセスストリームを圧送する1つ以上のフローポンプと、プロセスストリームが流れる１つ以上の流管と、流管を通るストリームの流量を調節する１つ以上の弁とを含む。
【００４４】
実施によっては、流量制御システムは手動で操作できる。例えば、オペレータは、各ポンプの流量を設定し、バルブを開位置又は閉位置に設定して、流量制御システム内の流管を通るプロセスストリームの流量を調整できる。原油精製施設全体にわたって分布する全ての流量制御システムに対して、オペレータが流量及び弁の開／閉位置の設定を終えると、流量制御システムは、ストリームを、一定の流量条件、例えば一定の容積率又は他の流量条件でプラント内又はプラント間を流すことができる。流量条件を変更するために、オペレータは、例えば、ポンプ流量又はバルブの開／閉位置を変更することによって、流量制御システムを手動で操作することができる。
【００４５】
実施によっては、流量制御システムを自動で操作できる。例えば、流量制御システムをコンピュータシステムに接続して流量制御システムを作動させることができる。コンピュータシステムは、１つ以上のプロセッサによる操作（例えば、流量制御操作）を実行可能にする命令（例えば、流量制御命令及び他の命令）を保存するコンピュータ読み取り可能媒体を含む。オペレータは、コンピュータシステムを用いて原油精製施設全体にわたって分布する全流量制御システムの流量及び弁の開／閉位置を設定できる。そのような実施において、オペレータは、コンピュータシステムを介して入力することによって、流量条件を手動で変更できる。また、そのような実施において、コンピュータシステムは、例えば、１つ又は複数のプラントに実装され、コンピュータシステムに接続されたフィードバックシステムを用いて１つ又は複数の流量制御システムを自動的に（すなわち手動で介入することなく）制御できる。例えば、プロセスストリームが流れる流管にセンサ（例えば、圧力センサ、温度センサ又はその他のセンサ）を接続できる。センサは、プロセスストリームの流れ状態（圧力、温度、又は他の流れ状態など）を監視し、これをコンピュータシステムへ提供できる。閾値（例えば、閾値圧力、閾値温度、又は他の閾値など）を超える流れ状態に対応して、コンピュータシステムは自動的に作動できる。例えば、パイプ内の圧力又は温度がそれぞれ閾値圧力または閾値温度を超える場合、コンピュータシステムは、ポンプへの流量を減らす信号、バルブを開いて圧力を解放する信号、プロセスストリームの流れを停止する信号、又はその他の信号を送信できる。
【００４６】
本開示は、グラスルーツ中質原油セミコンバージョン精製施設及び既存の原油精製施設のための、エネルギー効率の高い先進的な構成及び関連する処理スキームについて述べる。
【００４７】
中質原油セミコンバージョン精製施設は、芳香族炭化水素複合施設を含まない精製施設である。本開示は、そのような精製施設の廃熱回収及び再利用ネットワークについて記載する。後で述べるように、精製施設の１つ以上のユニットから廃熱を回収することができる。このような精製所は、通常、加熱ユーティリティにおいて数百メガワットのエネルギー（例えば４００ＭＷ）を消費する。ここに記載する構成を実施することで、エネルギー消費を削減するだけでなく、エネルギーベースの温室効果ガス（ＧＨＧ）排出量を削減できる。特に、本開示は、原油精製施設における水素化分解プラントの１つ以上の水素化分解プラントストリーム、水素処理プラントの水素処理プラントストリーム、及び水素プラントの水素プラントストリームを用いて、原油精製施設の複数のプラントの複数のストリームを加熱する、原油精製施設において実施される方法を記載する。そのためのプロセススキームのいくつかの構成については、以下の図を参照して後に述べる。
【００４８】
構成１
【００４９】
図１Ａ乃至図１Ｌは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラント、サワーウォータストリッパプラント、アミン再生プラント、硫黄回収プラント及びガス分離プラントのような、原油精製施設における第１のプラントの複数の第１のストリームを、例えば油や水といった緩衝流体、又はその他の緩衝流体を用いて間接的に加熱するための構成及び関連スキームの詳細を述べている。実施によっては、複数の第１のプラント内の複数の第１のストリームを、複数の第２のプラント内の複数の第２のストリームを用いて間接的に加熱することができる。実施によっては、第１のプラントは、ナフサ水素処理プラント、サワーウォータストリッパプラント、アミン再生プラント、硫黄回収プラント、及びガス分離プラントであり；第１のストリームは、ナフサスプリッタ塔底ストリーム、サワーウォータストリッパ塔底ストリーム、アミン再生塔底ストリーム、酸性ガス再生塔底ストリーム、脱エタン塔底ストリーム、及びＣ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームであり；複数の第２のプラントは、水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントを含み、複数の第２のストリームは、ディーゼル生成物ストリーム、第２段の低温高圧分離器（ｓｅｃｏｎｄ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｓｔａｇｅ  ｃｏｌｄ  ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｐａｒａｔｏｒ）への水素化分解プラントにおける供給ストリーム、第１段の低温高圧分離器（ｆｉｒｓｔ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｓｔａｇｅ  ｃｏｌｄ  ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｐａｒａｔｏｒ）への水素化分解プラントにおける供給ストリーム、生成物ストリッパ塔頂ストリーム、ケロシンポンプアラウンドストリーム、ケロシン生成物ストリーム、ディーゼルストリッパ塔頂ストリーム、ディーセルストリッパ塔底留分ストリーム、及び低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ（転化）生成物ストリームを含む。
【００５０】
図１Ａ乃至図１Ｌに示す構成は、これらのプラントを、原油精製施設のエネルギー消費（例えば、加熱ユーティリティ及び冷却ユーティリティ）を削減するために、原油精製施設における水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントに見られるような第２のプラント内の複数の第２のストリームを用いて間接的に熱統合する。例えば、約１３５ＭＷのエネルギー消費の削減は、原油精製施設におけるエネルギー消費の約３４％に換算できる。後述するように、特定のスキームでは、プロセスストリーム間の熱交換は中間緩衝流体、例えば、水、油、又はその他の緩衝流体、を用いて実施できる。特定の他の構成では、プロセスストリーム（例えば、水素化分解プラントストリーム又はその他のプロセスストリーム）を用いて、別のプロセスストリーム（例えば、ナフサ水素処理プラントストリーム又はその他のプロセスストリーム）を直接的に加熱できる。
【００５１】
間接的なストリームの加熱は、緩衝流体、例えば、油、水又は他の緩衝流体、を介するストリームの加熱を含む。緩衝流体タンク（例えば、高温水又は高温油タンク）からの緩衝流体（例えば、高圧水、又は油、又はその他の炭化水素）は、原油精製施設における水素化分解プラント３１２、ディーゼル水素処理プラント３００、及び天然ガススチーム改質水素プラント３０８へ流れる。緩衝流体は、単一ストリームとしてプラントへ流入したのち複数のストリームに分割されるか、又は複数のストリームとしてプラントへ流入する。
【００５２】
図１Ａ乃至図１Ｅは、原油精製施設における水素化分解プラント３１２を示す。実施によっては、図１Ａに示すように、ディーゼル生成物ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１１．６ＭＷ）で、第１の熱交換器で、第１の緩衝流体ストリームを加熱する。図１Ｂに示すように、水素化分解プラントにおける第２段の低温高圧分離器への供給ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば８．７ＭＷ）で、第２の熱交換器で、第２の緩衝流体ストリームを加熱する。図１Ｃに示すように、水素化分解プラントにおける第１段の低温高圧分離器への供給ストリームは、約２５ＭＷと３５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２８ＭＷ）で、第３の熱交換器で、第３の緩衝流体ストリームを加熱する。図１Ｄ−１に示すように、生成物ストリッパ塔頂ストリームは、約１０ＭＷと２０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１５ＭＷ）で、第４の熱交換器で、第４の緩衝流体ストリームを加熱する。さらに、図１Ｄ−２に示すように、ケロシンポンプアラウンドストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１０．２ＭＷ）で、第５の熱交換器で、第５の緩衝流体ストリームを加熱する。この構成では、ケロシンポンプアラウンドストリームの冷却要件を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、精留塔（分留塔）の作動に必要なケロシンポンプアラウンドストリームの冷却要件の全てを充たすためである。図１Ｅに示すように、ケロシン生成物ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１２ＭＷ）で、第６熱交換器で、第６の緩衝流体ストリームを加熱する。ディーゼル生成物ストリーム、第２段の低温高圧分離器への供給ストリーム、第１段の低温高圧分離器への供給ストリーム、生成物ストリッパ塔頂ストリーム、ケロシンポンプアラウンドストリーム、及びケロシン生成物ストリームは、それぞれ更なる処理のために水素化分解プラント３１２へ戻される。
【００５３】
図１Ｆは、原油精製施設における天然ガススチーム改質水素プラント（Ｈ２プラント）３０８を示す。低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば８．５ＭＷ）で、第７の熱交換器で、第７の緩衝流体ストリームを加熱する。ＬＴＳコンバータ生成物ストリームは、更なる処理のために天然ガススチーム改質水素プラント３０８へ戻される。
【００５４】
図１Ｇは、原油精製施設におけるディーゼル水素処理プラント３００を示す。ディーゼルストリッパ塔頂ストリームは、約１５ＭＷと２５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１９ＭＷ）で、第８の熱交換器で、第８の緩衝流体ストリームを加熱する。さらに、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームは、約１５ＭＷと２５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２２ＭＷ）で、第９の熱交換器で、第９の緩衝流体ストリームを加熱する。ディーゼルストリッパ塔頂ストリームとディーゼルストリッパ塔底留分ストリームは、それぞれ更なる処理のためにディーゼル水素処理プラント３００へ戻る。
【００５５】
第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器は、緩衝流体ストリームの流れに対して互いに並列に連結する。各プロセスストリームから各々の緩衝流体ストリームへ熱が伝達されることで、環境に放出されたであろう熱が取り込まれる。
【００５６】
第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の加熱緩衝流体ストリームは収集ヘッダに合流し、合流した加熱緩衝流体となる。収集ヘッダからのこの合流した加熱緩衝流体は（あるいは、実施の形態によっては、加熱され収集された緩衝流体を使用する前の一定期間にわたり保持することができる加熱又は絶縁された緩衝流体タンク又は貯留ユニット）、ナフサ水素処理プラント３１４、サワーウォータストリッパプラント３１０、硫黄回収プラント３０２、アミン再生プラント３０６、ガス分離プラント３０４へ流れることができる。
【００５７】
実施の形態において、加熱緩衝流体はナフサ水素処理プラント３１４へ流れる。図１Ｈは原油精製施設におけるナフサ水素処理プラント３１４を示す。ナフサスプリッタ塔底ストリームは、約１５ＭＷと２５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２０ＭＷ）で、第１０の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１０の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結する。図１Ｈに示すように、ナフサスプリッタ向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替流路が、この塔（ナフサスプリッタ）の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすためである。代替の実施の形態では、ナフサスプリッタ向けに入力される蒸気熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。
【００５８】
図１Ｉは、原油精製施設におけるサワーウォータストリッパプラント３１０を示す。第１０の熱交換器から出る、合流した加熱緩衝流体はサワーウォータストリッパプラント３１０へ流される。サワーウォータストリッパ塔底ストリームは、約２５ＭＷと３５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば３２ＭＷ）で、第１１の熱交換器で、合流した緩衝流体を用いて加熱される。第１１の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結している。図１Ｉに示すように、サワーウォータストリッパ向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔（サワーウォータストリッパ）の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、サワーウォータストリッパ向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００５９】
図１Ｊは、原油精製施設における硫黄回収プラント３０２を示す。第１１熱交換器から出る、合流した加熱緩衝流体が硫黄回収プラント３０２へ流れる。アミン再生塔底ストリームは、約１５ＭＷと２５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２１ＭＷ）で、第１２の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１２の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結する。図１Ｊに示すように、アミン再生塔向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、アミン再生塔向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００６０】
図１Ｋは、原油精製施設におけるアミン再生プラント３０６を示す。熱交換器から出る、合流した加熱緩衝流体は、アミン再生プラント３０６へ流れる。酸性ガス再生塔底ストリームは、約４５ＭＷと５５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば４７．８ＭＷ）で、第１３の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１３の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結する。図１Ｋに示すように、酸性ガス再生塔向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路がこの塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、酸性ガス再生塔向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００６１】
図１Ｌは原油精製施設におけるガス分離プラント３０４を示す。第１３の熱交換器を出る、合流した加熱緩衝流体はガス分離プラント３０４へ流れる。ガス分離プラント３０４におけるＣ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば９．９ＭＷ）で、第１４の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１４の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結している。図１Ｌに示すように、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔（Ｃ３／Ｃ４スプリッタ）の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ向けに入力される蒸気熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００６２】
第１４の熱交換器を出る、合流した加熱緩衝流体は脱エタン塔へ流れる。ガス分離プラント３０４における脱エタン塔底ストリームは、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば４．３ＭＷ）で、第１５の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１５の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結している。図１Ｌに示すように、脱エタン塔向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱加熱の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、脱エタン塔向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００６３】
第１５の熱交換器を出た加熱緩衝流体は、収集ヘッダ又は緩衝流体タンクへ流れる。こうすることで、第１０の熱交換器、第１１の熱交換器、第１２の熱交換器、及び第１３の熱交換器、第１４の熱交換器、第１５の熱交換器が互いに直列に流体的に連結される。
【００６４】
実施によっては、合流した加熱緩衝流体を各種プラントに通して直列に流すことができる。例えば、合流した加熱緩衝流体をまずナフサ水素処理プラントへ流し、次にサワーウォータストリッパプラントへ流し、次に硫黄回収プラントへ流し、次にアミン再生プラントの分離セクションへ流し、次にガス分離プラントへ流す。この連続における最終の熱交換器を出た加熱緩衝流体は、次に緩衝流体タンクへ流れることができる。次いで、緩衝流体タンクからの緩衝流体を、異なるプラントへ流して廃熱回収及び再利用サイクルを再開できる。
【００６５】
図１Ａ乃至図１Ｌは、水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントからの間接的なこうした廃熱の回収及び再生により、ナフサ水素処理プラント、サワーウォータストリッパプラント、アミン再生プラント、硫黄回収プラント、ガス分離プラント、又はこれらの組み合わせにおいてストリームを加熱するための熱エネルギーを例えば約１３５ＭＷ削減若しくは除去する結果が得られる。
【００６６】
構成２
【００６７】
図１Ｍ乃至図１Ｙを参照して述べる実施によっては、直接的並びに間接的な技術の両方を用いて、水素化分解プラント及びディーゼル水素処理プラントから熱を回収することができる。天然ガススチーム改質水素プラントから直接、熱を回収することもできる。実施によっては、第１のプラント内の第１のストリームを、複数の第２のプラントのうち２つからの複数の第２のストリームを用いて直接的に加熱することができ、複数の第３のプラント内の複数の第３のストリームを、複数の第２のプラントの全てからの複数の第２のストリームを用いて間接的に加熱することができ、第４のプラント内の複数の第４のストリームを、複数の第２のプラントの全てからの複数の第２のストリームを用いて、直接的に加熱することができる。実施によっては、第１のストリームは、ナフサスプリッタ塔底ストリームであり、第１のプラントは、ナフサ水素処理プラントであり、複数の第２のプラントは、水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントであり、複数の第２のストリームは、生成物ストリッパ塔頂ストリーム、ディーゼル生成物ストリーム、ケロシン生成物ストリーム、ケロシンポンプアラウンドストリーム、第２段の低温高圧分離器への供給ストリーム、第１段の低温高圧分離器への供給ストリーム、ディーゼルストリッパ塔頂ストリーム、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリーム、及び低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリームであり、複数の第３のプラントは、サワーウォータストリッパプラント、硫黄回収プラント、及びアミン再生プラントを含み、複数の第３のストリームは、サワーウォータストリッパ塔底ストリーム、アミン再生塔底ストリーム、及び酸性ガス再生塔底ストリームを含み、第４のプラントは、ガス分離プラントであり、第４のストリームは、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリーム及び脱エタン塔底ストリームを含む。
【００６８】
図１Ｍ乃至図１Ｙに示す構成は、原油精製施設のエネルギー消費（例えば加熱及び冷却ユーティリティのエネルギー消費）を削減するために、原油精製施設における各種プラントを熱統合する。例えば、約１４０ＭＷのエネルギー消費は、原油精製施設における約３５％のエネルギー消費に換算され得る。特定の構成では、プロセスストリーム（例えば水素化分解プラントストリーム又は他のプロセスストリーム）を用いて、別のプロセスストリーム（例えばナフサ水素処理プラントストリーム又は他のプロセスストリーム）を直接的に加熱できる。構成によっては、プロセスストリーム間の熱交換を、中間緩衝流体、例えば水、油又は他の緩衝流体、を用いて実施できる。後述するように、この構成では、いくらかの廃熱エネルギーが間接的に（すなわち、緩衝流体を用いて）回収され、またいくらかの廃熱エネルギーは直接的に（すなわち、プロセスストリームから）回収される、ハイブリッド（混成）スキームを示している。
【００６９】
実施によっては、ナフサ水素処理プラントを、水素化分解プラント及びディーゼル水素処理プラントの両方によって直接的に加熱することができる。図１Ｔ及び図１Ｕは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラント８１４を示す。図１Ｓは原油精製施設におけるディーゼル水素処理プラント３００を示す。ナフサストリッパ塔底ストリームは、単一ストリームとしてプラントへ流入したのち複数のストリームに分割されるか、又は複数のストリームとしてプラントへ流入できる。ナフサストリッパ塔底ストリームは、第１、第２、第３、第４、第５、及び第６のストリームに分割される。第１のナフサスプリッタ塔底ストリームを、約５ＭＷと１５ＭＷとの間との間の範囲の熱デューティ（例えば７．４６ＭＷ）で、熱交換器Ａで、ディーゼルストリッパ塔頂ストリームを用いて直接的に加熱できる。更に、図１Ｓに示すように、第２のナフサスプリッタ塔底ストリームを、約１ＭＷと１０ＭＷとの間との間の範囲の熱デューティ（例えば１．８ＭＷ）で、熱交換器Ｂで、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを用いて直接的に加熱することができる。別のプロセスストリームへ熱を直接的に移動させることにより、環境に放出されたであろう熱を取り込む。
【００７０】
図１Ｍ乃至図１Ｑは、原油精製施設における水素化分解プラント３１２を示す。図１Ｐ−１に示すように、第３のナフサスプリッタ塔底ストリームを、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば３．３８ＭＷ）で、熱交換器Ｃで、生成物ストリッパ塔頂ストリームを用いて直接的に加熱できる。図１Ｍに示すように、第４のナフサスプリッタ塔底ストリームを、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば６．６ＭＷ）で、熱交換器Ｄで、ディーゼル生成物ストリームを用いて直接的に加熱することができる。図１Ｑに示すように、第５のナフサスプリッタ塔底ストリームを、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば５．４ＭＷ）で、熱交換器Ｅで、ケロシン生成物ストリームを用いて直接的に加熱できる。図１Ｐ−２に示すように、第６のナフサスプリッタ塔底ストリームを、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば５．７ＭＷ）で、熱交換器Ｆ内で、ケロシンポンプアラウンドストリームを用いて加熱できる。別のプロセスストリームへ熱を直接的に移動させることにより、環境に放出されたであろう熱を取り込む。
【００７１】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦの各熱交換器は、ナフサスプリッタ塔底ストリームの流れに対して互いに並列に連結している。加熱された第１のストリームと、加熱された第２のストリームと、加熱された第３のストリームと、加熱された第４のストリームと、加熱された第５のストリームと、加熱された第６のストリームとを合流させることで、合流し加熱されたナフサスプリッタ塔底ストリームが得られる。
【００７２】
図１Ｔ及び図１Ｕは、原油精製施設におけるナフサ水素処理プラント３１４を示す。合流し加熱されたナフサスプリッタ塔底ストリームは、次に、ナフサ水素処理プラント３１４へ流れる。図１Ｔ乃至図１Ｕに示すように、ナフサスプリッタ向けに入力されるスチーム熱を低減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。代替の実施の形態では、ナフサスプリッタ向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。
【００７３】
実施によっては、サワーウォータストリッパプラント、硫黄回収プラント、及びアミン再生プラントを、水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントを用いて間接的に加熱できる。ストリームの間接的な加熱には、例えば水、油のような緩衝流体、又はその他の緩衝流体による加熱が含まれ得る。緩衝流体タンク（例えば、高温水又は高温油タンク）からの緩衝流体（例えば、高圧水又は油、若しくは他の炭化水素）が、原油精製施設における水素化分解プラント３１２、ディーゼル水素処理プラント３００、及び天然ガススチーム改質水素プラント３０８へ流れる。緩衝流体は、単一ストリームとしてプラントへ流入したのち複数のストリームに分割されるか、又は複数のストリームとしてプラントへ流入する。
【００７４】
緩衝流体は水素化分解プラント３１２へ流れる。図１Ｍに示すように、第１の緩衝流体ストリームは、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば４．５６ＭＷ）で、第１の熱交換器で、ディーゼル生成物ストリームを用いて加熱される。第１の熱交換器は、ディーゼル生成物ストリームの流れに対して熱交換器Ｄの下流で直列に連結している。図１Ｎに示すように、第２の緩衝流体ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば７．８３ＭＷ）で、第２の熱交換器内で、第２段の低温高圧分離器への供給ストリームを用いて加熱される。図１Ｏに示すように、第３の緩衝流体ストリームは、約２０ＭＷと３０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２５．４ＭＷ）で、第３の熱交換器で、第１段の低温高圧分離器への供給ストリームを用いて加熱される。図１Ｐ−１に示すように、第４の緩衝流体ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１０．４８ＭＷ）で、第４の熱交換器で、生成物ストリッパ塔頂ストリームを用いて加熱される。第４の熱交換器は、生成物ストリッパ塔頂ストリームの流れに対して熱交換器Ｃの下流で直列に連結している。更に、図１Ｐ−２に示すように、第５の緩衝流体ストリームは、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば４．４８ＭＷ）で、第５の熱交換器で、ケロシンポンプアラウンドストリームを用いて加熱される。第５の熱交換器は、生成物ストリッパ塔頂ストリームの流れに対して熱交換器Ｆの下流で直列に連結している。図１Ｐ−２に示すように、この構成では、ケロシンポンプアラウンドストリームの冷却要件を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、精留塔の作動に必要なケロシンポンプアラウンドストリームの冷却要件の全てを充たすからである。図１Ｑに示すように、第６の緩衝流体ストリームは、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば６ＭＷ）で、第６の熱交換器で、ケロシン生成物ストリームを用いて加熱される。第６の熱交換器は、ケロシン生成物ストリームの流れに対して熱交換器Ｅの下流で直列に連結している。これらのプロセスストリームから緩衝流体へ熱が伝達されることで、環境に放出されたであろう熱を取り込む。ディーゼル生成物ストリーム、第２段の低温高圧分離器への供給ストリーム、第１段の低温高圧分離器への供給ストリーム、生成物ストリッパ塔頂ストリーム、及びケロシンポンプアラウンドストリームは、更なる処理のためにそれぞれ水素化分解プラント３１２へ戻る。
【００７５】
実施によっては、ディーゼル生成物ストリームを、各種プラントに異なる順序で直列に流すことができる。例えば、ディーゼル生成物ストリームを、まず緩衝流体を加熱するために第１の熱交換器へ、次に、ナフサ水素処理プラント３１４のナフサスプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために熱交換器Ｄへ流すことができる。更に、生成物ストリッパ塔頂ストリームを、各種プラントに異なる順序で直列に流すことができる。例えば、ディーゼル生成物ストリームを、まず緩衝流体を加熱するために第４の熱交換器へ、次に、ナフサ水素処理プラント３１４のナフサスプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために熱交換器Ｃへ流すことができる。加えて、ケロシンポンプアラウンドストリームを、各種プラントに異なる順序で直列に流すことができる。例えば、ケロシンポンプアラウンドストリームを、まず緩衝流体を加熱するために第５の熱交換器へ、次に、ナフサ水素処理プラント３１４のナフサスプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために熱交換器Ｆへ流すことができる。
【００７６】
緩衝流体は天然ガススチーム改質水素プラント３０８へ流れる。図１Ｒに示すように、第７の緩衝流体ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば７．７ＭＷ）で、第７の熱交換器で、低温シフト（ＬＴＳ）コンバータ生成物ストリームを用いて加熱される。プロセスストリームから緩衝流体へ熱を伝達することにより、環境へ放出されたであろう熱量を取り込める。ＬＴＳコンバータ生成物ストリームは、更なる処理のために天然ガススチーム改質水素プラント３０８へ戻る。
【００７７】
緩衝流体はディーゼル水素処理プラント３００へ流れる。図１Ｓに示すように、第８の緩衝流体ストリームは、約５ＭＷと１５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１０．５ＭＷ）で、第８の熱交換器内で、ディーゼルストリッパ塔頂ストリームを用いて加熱される。第８の熱交換器は、ディーゼルストリッパ塔頂ストリームの流れに対して熱交換器Ａの下流で直列に連結される。更に、図１Ｓに示すように、第９の緩衝流体ストリームは、約１５ＭＷと２５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば１８．４ＭＷ）で、第９の熱交換器内で、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを用いて加熱される。第９の熱交換器は、ディーゼルストリッパ塔底留分の流れに対して熱交換器Ｂの下流で直列に連結している。これらのプロセスストリームから緩衝流体へ熱が伝達されることで、環境に放出されたであろう熱を取り込む。ディーゼルストリッパ塔頂ストリームは、更なる処理のためにディーゼル水素処理プラント３００へ戻る。第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器は、緩衝流体ストリームの流れに対して互いに並列に連結している。
【００７８】
実施によっては、ディーゼルストリッパ塔頂ストリームを、各種プラントに異なる順序で通して直列に流すことができる。例えば、ディーゼル生成物ストリームを、まず緩衝流体を加熱するために第８の熱交換器へ流し、次に、ナフサ水素処理プラント３１４のナフサスプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために熱交換器Ａへ流すことができる。
【００７９】
第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の加熱された緩衝流体ストリームが収集ヘッダで合流し、合流した加熱緩衝流体となる。収集ヘッダ（或いは、実施の形態によっては、加熱され収集された緩衝流体を使用前の或る期間保持できる加熱又は絶縁された緩衝流体タンク又は貯留ユニット）からの合流した加熱緩衝流体を、サワーウォータストリッパプラント３１０、硫黄回収プラント３０２、アミン再生プラント３０６、及びガス分離プラント３０４へ流すことができる。
【００８０】
図１Ｖは、原油精製施設におけるサワーウォータストリッパプラント３１０を示す。実施の形態では、合流した加熱緩衝流体はサワーウォータストリッパプラント３１０へ流れる。サワーウォータストリッパ塔底ストリームは、約２５ＭＷと３５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば３２ＭＷ）で、第１０の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１０の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結している。図１Ｖに示すように、サワーウォータストリッパ向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、サワーウォータストリッパ向けに入力されるスチーム熱を低減することができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００８１】
図１Ｗは、原油精製施設におけるサワーウォータストリッパプラント３１０を示す。第１０の熱交換器から出た緩衝流体は硫黄回収プラント３０２へ流れる。アミン再生塔底ストリームは、約１５ＭＷと２５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２１ＭＷ）で、第１１の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１１の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結している。図１Ｗに示すように、アミン再生塔向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、アミン再生塔向けに入力されるスチーム熱を低減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。合流した加熱緩衝流体はアミン再生プラント３０６の分離区画へ流れる。
【００８２】
図１Ｘは、原油精製施設におけるアミン再生プラント３０６を示す。第１１の熱交換器から出た緩衝流体はアミン再生プラント３０６へ流れる。酸性ガス再生塔底ストリームは、約４５ＭＷと５５ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば４８ＭＷ）で、第１２の熱交換器で、合流した加熱緩衝流体を用いて加熱される。第１２の熱交換器は、合流した加熱緩衝流体の流れに対して、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の熱交換器のセットの下流で直列に連結される。図１Ｘに示すように、酸性ガス再生塔向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、酸性ガス再生塔向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
第１２の熱交換器から出る合流した緩衝流体は、各熱交換器を通る再循環のために、高温水又は高温油タンクへ流れる。この方式では、第１０の熱交換器、第１１の熱交換器、及び第１２の熱交換器が互いに直列に流体的に連結される。
【００８３】
実施によっては、加熱緩衝流体を各種プラントに直列に流すことができる。例えば、加熱緩衝流体をまず硫黄回収プラントへ、次にサワーウォータストリッパプラントへ、その次にアミン再生プラントへ流すことができる。直列に連結された最終の熱交換器から出た加熱緩衝流体を、緩衝流体タンクへ流すことができる。次いで、緩衝流体タンクからの緩衝流体を、異なるプラントへ流して廃熱回収及び再利用サイクルを再開できる。
【００８４】
実施によっては、ガス分離プラントを、水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントによって直接的に加熱できる。図１Ｙは、原油精製施設におけるガス分離プラント３０４を示す。Ｃ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームは、単一ストリームとしてプラントに流入したのち複数のストリームに分割されるか、又は複数のストリームとしてプラントに流入させることができる。Ｃ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームは第１及び第２のストリームに分割される。第１のＣ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームは、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば２．１６５ＭＷ）で、第１３の熱交換器で、ケロシン生成物ストリームを用いて直接的に加熱される。第１３の熱交換器は、ケロシン生成物ストリームの流れに対して、第６の熱交換器及び熱交換器Ｅの下流で直列に連結される。更に、第２のＣ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームは、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば７．７３５ＭＷ）で、第１４の熱交換器で、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを用いて直接的に加熱される。第１４の熱交換器は、ディーゼルストリッパ塔底留分の流れに対して、第９の熱交換器及び熱交換器Ｂの下流で直列に連結される。別のプロセスストリームへ熱を直接的に移動させることにより、環境に放出されたであろう熱を取り込む。ケロシン生成物ストリームは、更なる処理のために水素化分解プラント３１２へ戻る。ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームは、更なる処理のためにディーゼル水素処理プラント３００へ戻る。
【００８５】
実施によっては、ケロシン生成物ストリームを、各種プラントに異なる順序で直列に流すことができる。例えば、ケロシン生成物ストリームを、まず、緩衝流体を加熱するために第６の熱交換器へ、次に、ナフサ水素処理プラント３１４のナフサスプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために熱交換器Ｅへ流し、更に次に、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために第１３の熱交換器へ流すことができる。更に、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを、各種プラントに異なる順序で直列に流すことができる。例えば、ディーゼルストリッパ塔底留分ストリームを、まず緩衝流体を加熱するために第９の熱交換器へ流し、次に、ナフサ水素処理プラント３１４のナフサスプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために熱交換器Ｂへ流し、更に次に、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ塔底ストリームのうちの１つを加熱するために第１４の熱交換器へ流すことができる。
【００８６】
図１Ｙに示すように、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ向けに入力されるスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、Ｃ３／Ｃ４スプリッタ向けに入力されるスチーム熱を削減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００８７】
実施によっては、脱エタン塔底ストリームを、約１ＭＷと１０ＭＷとの間の範囲の熱デューティ（例えば４ＭＷ）で、第１５の熱交換器で、ＬＴＳコンバータ生成物ストリームを用いて直接的に加熱できる。第１５の熱交換器は、ＬＴＳコンバータ生成物ストリームに対して、第７の熱交換器の下流で直列に連結される。ＬＴＳコンバータ生成物ストリームは、更なる処理のために、天然ガススチーム改質水素プラント３０８へ戻る。
【００８８】
実施によっては、ＬＴＳコンバータ生成物ストリームを各種プラントに異なる順序で直列に流すことができる。例えば、ＬＴＳコンバータ生成物ストリームを、まず脱エタン塔底ストリームを加熱するために第１５の熱交換器へ、次に、緩衝流体を加熱するために第７の熱交換器へ流すことができる。
【００８９】
図１Ｙに示すように、脱エタン塔向けに入力するスチーム熱を０ＭＷとすることができる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷の全てを充たすからである。代替の実施の形態では、脱エタン塔向けに入力するスチーム熱を低減できる。というのは、この構成で開示される代替の流路が、この塔の作動に必要な熱負荷を部分的に充たすからである。
【００９０】
図１Ｍ乃至図１Ｙは、このように、水素化分解プラント、ディーゼル水素処理プラント、及び天然ガススチーム改質水素プラントから直接的に、及び、水素化分解プラント、及びディーゼル水素処理プラントから間接的に、廃熱を回収及び再利用することで、ナフサ水素処理プラント、サワーウォータストリッパプラント、硫黄回収プラント、アミン再生プラント、ガス分離プラント、又はこれらの組み合わせ内でストリームを加熱するための熱エネルギーを、原油精製施設内で、例えば１４０ＭＷの熱エネルギー分だけ削減又はなくすことができる。
【００９１】
要約すると、本開示は、低品位廃熱源からの特定部分からのエネルギー効率を高めるために、グラスルーツ中質原油セミコンバージョン精製施設向けに合体された、熱エネルギー消費低減のための特定のプラント間廃熱回収スキームの構成及び関連プロセススキームについて述べる。本開示は、又、低品位廃熱源の特定部分からのエネルギー効率を高めるために、統合された中質原油セミコンバージョン精製施設及び芳香族炭化水素複合施設の後付け設備向けに合体された、熱エネルギー消費低減のための特定のプラント間廃熱回収スキームの構成及び関連プロセススキームについても述べる。
【００９２】
工業生産の経済性、世界のエネルギー供給の限界、環境保全の現実は全ての産業にとって懸念材料である。地球環境は、部分的にはＧＨＧが大気中に放出されたことにより、地球温暖化という悪響を受けていると考えられている。ここに記載された内容の実施は、これらの懸念の一部を緩和し、場合によっては、ＧＨＧ排出量の削減に困難を伴う特定の製油所の閉鎖を防ぐことができる。本開示に記載された技術を実施することで、低品位廃熱資源の特定部分を回収及び再利用することにより、製油所又は製油所の特定のプラントを、全体として、より効率的に、そして汚染を少なくすることができる。
【００９３】
以上、このように本主題の特定の実施について説明した。その他の実施は、以下に続く特許請求項の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
３００  ディーゼル水素処理プラント
３０２  硫黄回収プラント
３０４  ガス分離プラント
３０６  アミン再生プラント
３０８  天然ガススチーム改質水素プラント（水素プラント）
３１０  サワーウォータストリッパプラント
３１２  水素化分解プラント
３１４  ナフサ水素処理プラント
１〜１５  第１〜１５の熱交換器
Ａ〜Ｆ  熱交換器Ａ〜Ｆ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ−１】
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【図１Ｄ−２】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図１Ｋ】
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【図１Ｌ】
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【図１Ｍ】
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【図１Ｎ】
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【図１Ｏ】
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【図１Ｐ−１】
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【図１Ｐ−２】
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【図１Ｑ】
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【図１Ｒ】
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【図１Ｓ】
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【図１Ｔ】
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【図１Ｕ】
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【図１Ｖ】
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【図１Ｗ】
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【図１Ｘ】
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【図１Ｙ】
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【国際調査報告】
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