JP4597128B2 - ナフサ接触改質法 - Google Patents
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Description
本発明はナフサ接触改質器（catalytic naphtha reformers）および接触改質法（catalytic reforming processes）に関する。特に、本発明は熱力学的および化学的平衡パラメーターを利用してオクタン価向上用成分をより大量に生産し且つ形成される気体量を低下させることでプロセス効率を増大させそれによって運転コストを下げるための方法および装置に関する。
接触改質は、低オクタンナフサを、改質油（reformates；リフォーメート）と称する高オクタンガソリン調合用成分に改質するのに一般に使用されている。改質中には、分解、重合、脱水素化および異性化のような多数の反応が同時に起こる。使用されたナフサ原料油（naphtha feedstock）および触媒に依存して、高濃度の、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびガソリン調合や石油化学加工に有効であるその他芳香族化合物のような成分をもつ改質油を製造できる。
一般的に、改質器に供給される原料油（feedstock）はナフサ流（naphtha stream）であり、それは炭素数５〜１０の範囲の３つのタイプの有機化合物を包含する。これら化合物は主として、パラフィン、ナフテン、および芳香族炭化水素として分類される。これら化合物の各々は代表的な２重機能性改質用触媒（dual functionality reforming catalyst）の存在下で異なって反応する。機能の一つは酸サイト（acidic site；酸性活性部位）によって遂行される転位（rearrangement）または異性化反応であり、第二は金属サイト（metallic site；金属活性部位）によって遂行される水素化／脱水素反応である。
大抵のナフサ接触改質法の目標は高いオクタン等級（octane rating）を持つ芳香族化合物を形成することである。ナフサ供給流（naphtha feed streams）の中のナフテンは非常に迅速に反応して芳香族化合物を形成する。他方、パラフィンは非常に非反応性であり、そして芳香族化合物に転化するにはより高い温度を必要とする。芳香族化合物は通常の状態では本質的に非常に僅かしか反応を受けない。しかしながら、これら芳香族化合物は約９６０°Ｆ〜９８０°Ｆの範囲の温度をもつ環境では分解反応を受けることがある。特に、トルエンおよびそれより高い炭素原子数の化合物の形成率は９７０°Ｆ〜約９８０°Ｆの付近で横ばいになるらしいが、ベンゼンのそれは同温度範囲で増大し続ける。
ナフテンは非常に迅速に反応し、そして代表的な改質法における直列の３つまたは４つの改質用反応器の第一番目から反応性媒体が退出する時間により考慮すべき平衡要件によって許される度合にまで芳香族炭化水素に転化する。これは本質的に、第一反応器では全てのナフテンが基本的に枯渇されることを意味する。ナフテンが芳香族炭化水素に転化した後では、パラフィンを転化することが避けられなくなるが、それは遥かに実行し難い、何故ならば、代表的なパラフィンを芳香族化合物に転化するにはより多くの工程が必要とされるからである。たとえば、ヘキサンはシクロヘキサンに転化されなければならず、次いで、それはベンゼンになるには脱水素工程を受けなければならない。これら特別工程が行われるためには、エネルギーおよび有利な平衡条件が必要とされる。必要とされるエネルギーは一般的には外部手段によって熱の形態で供給される。
これら改質反応は一般的には、事実、吸熱性であるので、改質用トレイン（reforming train）の中の直列の数個の反応器の各々に供給される供給材料は反応器に対する外部加熱器の中で反応温度に加熱される。
芳香族炭化水素を形成する反応とより高い温度において芳香族炭化水素が受ける分解または脱アルキル反応との間の競合は殆どの接触法を非効率にさせる。かかる環境においては、芳香族化合物は形成されそして同時に枯渇される。これら競合反応は第一に反応器の中でより高い温度を使用すると妨げられる傾向がある、何故ならば、より高い運転温度は芳香族化合物のいくつかに分解または脱アルキル反応を受けさせる傾向があり、それが結果として炭素数５未満の望ましくない炭化水素の形成を生じさせるからである。同時に、パラフィンから芳香族炭化水素への反応を起こさせるにはより高い温度が必要とされる。改質反応において望ましいのは、炭素数約６〜約１０の範囲の芳香族化合物の形成を最大にしながら同時に炭素数５未満の気体状炭化水素の形成を最小にすることである。
他には、改質法で生成される芳香族化合物の量を増大させることが試みられた。かかる例の一つはＣｈｏｉ他に対して発行された米国特許第４，４０１，５５４号明細書（以後、「Ｃｈｏｉ」と称する）に見出すことができる。Ｃｈｏｉにおいては、ナフサ供給流は改質器反応器トレイン（reformer reactor train）に送られる前に２つの留分に分離される。重質留分を含有する第一留分は少なくとも３つの触媒ゾーンを通って送られ、そして軽質留分を含有する第二留分は最後の触媒ゾーンだけに送られる。重質留分は温度と時間に関して過酷な改質条件を受ける接触反応器の全てを順番に通過するが、軽質留分は最後の１つまたは２つの反応器だけで加工される。これら過酷な条件は特に高い温度においてはＣ７およびそれより重質の芳香族化合物の脱アルキル反応につながる。このことにより、Ｃ５およびそれより重質物から構成された改質油の総量及び総容積は減少する傾向となり、そしてプロセスの経済性に影響する。
Ｓｃｈｍｉｄｔ他に対して発行された米国特許第５，６７２，２６５号明細書においては、この特許明細書は全範囲ナフサの改質法を開示している。改質器トレインの中の最後の反応器の流出物は留分に分離される。軽質留分は水素およびＣ５より高い炭化水素から構成され、そして重質留分はガソリン調合に使用するための改質油から構成される。改質油流は更に抽出蒸留塔またはモレキュラーシーブ床に通して処理されてＣ６〜Ｃ８の分子量範囲のパラフィン系化合物が抽出される。これらパラフィン系化合物は改質用触媒ではなく芳香族化用触媒を含有する改質器タイプの反応器に供給される。抽出蒸留過程の包含は特に改質タイプの工程と組み合わされたときにはコスト的に手が出ない。
改質法で生成される芳香族化合物の量を増大させるための別の方法はＳｉｖａｓａｎｋｅｒ他に対して発行された米国特許第４，９５０，３８５号明細書（以後、「Sivasanker」）に開示されている。Ｓｉｖａｓａｎｋｅｒにおいては、２つの異なる触媒が反応器トレインの２つの触媒ゾーンに使用されている。第二触媒ゾーンからの改質油流は２つの留分に分割され、高圧留分、水素および炭素数３未満の炭化水素、は主として、通常の改質触媒を含有する第一触媒ゾーンに戻されて再循環され、そして低圧留分は結晶性珪酸鉄を有する酸性の改質用触媒を含有する触媒ゾーンに戻されて再循環される。しかしながら、かかる２つの触媒の各々を保持するのに別々の反応器トレインを使用することは単一の通常の改質用触媒を使用するのと比較したときに運転に比較的費用がかかる。
接触改質中に炭化水素流から生成される芳香族炭化水素の量を増大させるためのより経済的かつ効率的な方法に対する必要性が存在している。パラフィンを芳香族炭化水素に転化しながら同時に芳香族化合物の分解または脱アルキルの性向を低減させることを容易ならしめる方法を提供することは有益であろう。炭化水素流から生成される芳香族化合物の量を増大させるためのプロセス装置であって、通常の改質法よりも小さな反応器を使用するものは、投資および運転コストの見通しから有益であろう。加えて、改変された接触改質法を現存の接触改質法に付加することも有益であろう。
（発明の概要）
以上を鑑みて、有益なことには、本発明は現行技術よりも効率的でありそして他の現行の代替技術よりも安価である方法および新規装置を創出するために、容易に入手可能な反応器を使用しながら熱力学的および化学的平衡の考察を利用することによって、接触改質反応中に芳香族化合物の濃度を増大させるための方法および装置を提供する。
以上を鑑みて、有益なことには、本発明は現行技術よりも効率的でありそして他の現行の代替技術よりも安価である方法および新規装置を創出するために、容易に入手可能な反応器を使用しながら熱力学的および化学的平衡の考察を利用することによって、接触改質反応中に芳香族化合物の濃度を増大させるための方法および装置を提供する。
特に、炭化水素流から芳香族化合物を形成する方法が提供される。この方法は炭化水素供給流を第一反応器の中に供給しその中で反応させて第一反応器流出流を生成することを含む。次いで、第一流出流を第一冷却器の中で冷却し少なくとも部分凝縮させて第一蒸気流と第一液体流を生成する。第一蒸気流を第二冷却器の中で冷却し少なくとも部分凝縮させて第二蒸気流と第二液体流を生成する。第一と第二の液体流を合わせ冷却した後に更なる加工用に改質油プールに送る。第一反応器は独立型反応器（stand-alone reactor）であってもよいし又は直列の改質器反応器の部分であってもよい。次いで、第二蒸気流を加熱してから第二蒸気流を第二反応器に送る。第二蒸気流が第二反応器に送られたら、改質法の残りのプロセス工程は当業者によって理解される通りの代表的な改質器プロセスにおけると同じように行うことができる。
炭化水素流から芳香族化合物を生成する別の方法も有利に提供される。この態様においては、炭化水素供給流を第一反応器に供給し、そこでそれを反応させて第一反応器流出流を生成する。第一反応器流出流を第一冷却器の中で冷却し少なくとも部分凝縮させて第一蒸気流と第一液体流を生成する。次いで、第一蒸気流を第二冷却器の中で冷却し少なくとも部分凝縮させて第二蒸気流と第二液体流を生成する。次いで、第一と第二の液体流を合わせ冷却してから更なる加工用に改質油プールに送る。第二蒸気流を加熱してから第一部分と第二部分に分割する。第二蒸気流の第一部分を第二反応器に送り、そして第二蒸気流の第二部分を第三反応器に送る。第二蒸気流の第一部分は第二反応器の中で反応して第二反応器流出流を生成する。次いで、第二反応器流出流を、第一反応器流出流を第一冷却器の中で冷却し少なくとも部分凝縮させる前の第一反応器流出流と合わせる。流れが合わされているので、第二反応器流出流も第一反応器流出流と一緒に冷却され少なくとも部分凝縮される。本発明の全ての方法態様で同じように、改質法の残りの工程は当業者によって理解される通りに行われる。
本発明の方法態様に加えて、炭化水素流から芳香族化合物を形成するための装置も有益に提供される。本発明の装置は好ましくは、第一反応器、第一冷却器、第二冷却器、ガソリンプールの中に調合するための全芳香族流を更に冷却するための第三冷却器、第一加熱器、および第二反応器を含んでいる。本発明に包含される装置は代表的な改質法に対してなされた改良を遂行するのに必要な装置を含む。改質法全体を遂行するには追加の装置が必要であり、それは当業者に既知であろう。
第一反応器は炭化水素供給流を受理しそして第一反応器流出流を生成するための炭化水素供給流の反応を可能にする。第一冷却器は第一反応器流出流を冷却し部分凝縮させて第一蒸気流と第一液体流を生成するように作用する。第二冷却器は第一蒸気流を冷却し部分凝縮させて第二蒸気流と第二液体流を生成するために第一蒸気流を受理する。第三冷却器は第一および第二の液体流を冷却する。第一加熱器は加熱された第二蒸気流を生成するために第二蒸気流を加熱する。第二反応器は加熱された第二蒸気流を受理する。
本発明の全ての態様においては、芳香族化合物が反応器流出流から除去され、そのことは次の反応器に供給される流れの中の芳香族の濃度を低下させ、それによって、芳香族炭化水素の形成を推進する力を向上させる。反応性媒体の中の芳香族化合物の濃度は化学平衡をナフサより芳香族化合物の形成に有利ならしめるように変えられる。芳香族化合物は接触改質法から生成される最も望まれる生成物であるので、増大した量の芳香族炭化水素を生成することは望ましい。直列反応器から芳香族化合物を除去することで、これは操作者をして、後続反応器に送ることができる供給材料の量を、反応器間で除去された芳香族炭化水素の量に等しい量だけ増大させることも可能にさせる。これはプロセスの全体収量を増大させる。
好ましい態様においては、第一反応器はほぼ１５ｐｓｉｇ〜１０００ｐｓｉｇの範囲の圧力でそしてほぼ４００°Ｆ〜１０００°Ｆの範囲の温度で稼動する。
本発明の特徴、利点および目的ばかりでなく、明らかになろうその他のことをより詳細に理解できるように、特に、上記に簡単に概説した本発明を以下に、本明細書の一部を成す添付の図面に図解されている本発明の態様を引用して更に説明する。しかしながら、図面は、本発明の好ましい態様を例示しているだけであり従って他の同様に有効な態様も可能であるので、本発明の範囲の限定として解釈されるべきでないということに留意すべきである。
（図面の詳細な説明）
図面を単純にするために、様々な流れおよび装備について図１〜３の中で機能が同じである時には各図における流れおよび装置に関して同じ項目番号を付してある。
図面を単純にするために、様々な流れおよび装備について図１〜３の中で機能が同じである時には各図における流れおよび装置に関して同じ項目番号を付してある。
本発明は有利には、図１に図解されている通りの、炭化水素供給流３４から芳香族化合物を形成するためのプロセスを包含する。このプロセスは好ましくは、炭化水素供給流３４を第一反応器１２の中に供給しそこで反応させて第一反応器流出流５２を生成することを含む。炭化水素供給流３４は好ましくは、炭素原子数５〜１０の範囲の炭化水素を有意量含有しており、そして好ましくは約５００°Ｆ〜約１２００°Ｆの範囲の温度でそして約１５ｐｓｉｇ〜約１００ｐｓｉｇの範囲の圧力で供給される。別の好ましい態様は炭化水素供給流を約８００°Ｆ〜約１２００°Ｆの範囲の温度でそして約１５ｐｓｉｇ〜約２５０ｐｓｉｇの範囲の圧力で供給することを包含する。より好ましくは、炭化水素供給流の沸点範囲は実質的に８０°Ｆ〜４００°Ｆに入る範囲を包含する。当業者には、ほかの点では似ている炭化水素供給流でも初期沸点および最終沸点は変動することがあるということが理解される。それから、第一反応器流出流５２は第一冷却器３０の中で好ましくは約２５０°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲の温度に冷却され少なくとも部分凝縮されて第一蒸気流５６と第一液体流４６を生成する。第一反応器流出流５２の冷却は第一反応器流出流５２の中の高沸点芳香族化合物の部分が凝縮するのを可能にして結果として高沸点芳香族化合物を含有する第一液体流４６を生じる。それから、第一蒸気流５６は好ましくは第二冷却器２８の中で冷却され少なくとも部分凝縮されて第二蒸気流６０と第二液体流４８を生成する。第二液体流４８はより低い沸点の芳香族化合物を含有している。第一蒸気流５６は好ましくは約２２０°Ｆ〜約３６０°Ｆの範囲の温度に冷却される。より好ましくは、第一蒸気流５６は２４０°Ｆ〜約３６０°Ｆの範囲の温度に冷却される。高沸点および低沸点の液体流を含有している第一および第二の液体流４６、４８は、望まれるときには更なる加工のための改質油プールに送られる前に、合わされそして第三冷却器３２の中で冷却される。第二蒸気流６０は次いで、第二蒸気流６０を第二反応器１４に送るのに先立って好ましくは約８００°Ｆ〜約１２００°Ｆの範囲の温度に加熱される。
第一反応器流出流５２を冷却する工程は第一反応器流出流５２を第二蒸気流６０との接触によって生じる熱交換によって冷却しそれによって同時に第二蒸気流６０を加熱する工程を遂行する。言い換えれば、第一冷却工程中に放出される熱の一部を捕獲するように同じ交換器３０の中で２つの流れ５２、６０の間の接触によって生じる熱交換によって第一反応器流出流５２は冷却されることができそして同時に第二蒸気流６０は加熱されることができる。それから、第二蒸気流６０は第二反応器１４に送られるのに先立って追加熱を得るために別の加熱器２０に送られることができる。
第一反応器流出流５２を冷却しそして芳香族化合物を除去することは、第二反応器１４への中間炭化水素供給流となる第二蒸気流６０の中の芳香族化合物の濃度の正味低下を生じさせる。第二反応器１４に送られる第二蒸気流の中の芳香族炭化水素のより低い濃度は反応平衡を第二反応器１４でのより多量の芳香族化合物の形成に利するようにシフトさせる傾向がある。第二蒸気流６０の中のパラフィン濃度は場合によってはより高いことがあるが、それは第二反応器１４の中での反応速度論の観点から第二反応器１４にとっても有利である。
炭化水素供給流３４は図２に示されている通り第二炭化水素供給流６２として直接に第二反応器１４にも送られることができる。これは、第一反応器１２から来る供給材料の量が芳香族化合物５０の除去によって減らされていたから、第二反応器１４がより多量の芳香族炭化水素を生成することを可能にする。
本発明の全ての態様において、第一反応器流出流５２を冷却する工程は第一冷却器３０の第一排出温度５５と第二冷却器２８の第二排出温度５７に基づいてコントロールされることができる。第一反応器流出流５２に対して温度コントローラー５３を使用することができ、それは第一排出温度５５と第二排出温度５７によってコントロールされる。温度コントローラー５３はいずれのタイプのコントロール器、たとえば、第一反応器流出流５２の流量がコントロールされることを可能にする温度コントロールバルブ、であることができる。適するコントローラーは当業者には既知であり、本発明の範囲内で考察されるはずである。
本発明の別の態様として、図２に図解されている通り、このプロセスは第二蒸気流６０を第二反応器１４の中で反応させて第二反応器流出流４２を生成することを含む。第二反応器流出流４２は第四冷却器６４の中で好ましくは約２５０°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲で冷却され少なくとも部分凝縮されて第三蒸気流７８と第三液体流７４を生成する。それから、第三蒸気流７８は第五冷却器７０の中で冷却され部分凝縮されて第四蒸気流８０と第四液体流７９を生成する。好ましくは、第三と第四の液体流７４、７９は、それらを更なる加工のための改質油プールに送るのに先立って、合わされそして第六冷却器７２の中で冷却される。第四蒸気流８０は第三反応器１６に送られるのに先立って加熱される。改質油１７は第三反応器または最終反応器から生成される。好ましい態様においては、改質油は入って来る供給流３４と熱を交換する。
第二反応器１４に対するのと同じように、炭化水素供給流３４の一部分は第三炭化水素供給流８９として直接に第三反応器１６に送られることができる。これは、第二反応器１４から来る供給材料の量が芳香族化合物５０の除去によって減らされていたから、第三反応器１６がより多量の芳香族炭化水素を生成することを可能にする。
本発明の全ての態様において、第二反応器流出流４２を冷却する工程は第四冷却器６４の第一排出温度８５と第五冷却器７０の第二排出温度８７に基づいてコントロールされることができる。第二反応器流出流４２に対して第二温度コントローラー８３を使用することができ、それは第一排出温度８５と第二排出温度８７によってコントロールされる。温度コントローラー８３はいずれのタイプのコントロール器、たとえば、第二反応器流出流４２の流量がコントロールされることを可能にする温度コントロールバルブ、であることができる。適するコントローラーは当業者には既知であり、本発明の範囲内で考察されるはずである。
本発明の別の態様として、有利には図３に図解されている通りの炭化水素流から芳香族化合物を形成する方法が提供される。この態様においては、炭化水素供給流３４が第一反応器１２の中に供給されその中で反応させられて第一反応器流出流５２を生成し、それは次いで第一冷却器３０の中で冷却され少なくとも部分凝縮される。第一反応器流出流５２の冷却および凝縮の結果として第一蒸気流５６と第一液体流４６’が生成される。第一蒸気流５６は第二冷却器２８の中で冷却され少なくとも部分凝縮されて第二蒸気流６０と第二液体流４８を生成する。それから、第一と第二の液体流４６’、４８は更なる加工のための改質油プールに送られるのに先立って合わされ第三冷却器３２’の中で冷却される。第二蒸気流６０は加熱され、そして次いで、第二反応器１４送られる第二蒸気流の第一部分３８と第三反応器１６に送られる第二蒸気流の第二部分４３に分割される。第二蒸気流の第一部分３８は第二反応器の中で反応させられて第二反応器流出流４２を生成する。第二反応器流出流４２は好ましくは、第一反応器流出流５２を第一冷却器３０’の中で冷却し少なくとも部分凝縮させるのに先立って、第一反応器流出流５２と合わされる。第二反応器流出流４２は第一反応器流出流５２と一緒に冷却され少なくとも部分凝縮される。
炭化水素供給流３４を、第二反応器１４、第三反応器１６、およびそれらの組合せにも添加することができる。
本発明のこの態様においては、第一および第二反応器流出流５２、４２を冷却する工程は第一冷却器３０’の第一排出温度９５と第五冷却器７０の第二排出温度９７に基づいてコントロールできる。第一および第二反応器流出流５２、４２に対して温度コントローラー９３を使用することができ、それは第一排出温度９５と第二排出温度９７によってコントロールされる。温度コントローラー９３はいずれのタイプのコントロール器、たとえば、第一および第二反応器流出流５２、４２の流量がコントロールされることを可能にする温度コントロールバルブ、であることができる。適するコントローラーは当業者には既知であり、本発明の範囲内で考察されるはずである。
有益なことに、本発明はまた、炭化水素流３４から芳香族化合物を形成する装置を包含する。本発明の一態様においては、装置は好ましくは、第一反応器１２、第一冷却器３０、第二冷却器２８、第三冷却器３２、第一加熱器３０、および第二反応器１４を含む。
第一反応器１２は好ましくは、炭化水素供給流３４を受理しそして第一反応器１２の中で反応させて第一反応器流出流５２を生成する。第一冷却器３０は、第一反応器流出流５２を冷却し少なくとも部分凝縮させて第一蒸気流５６と第一液体流４６を生成するため。第二冷却器２８は好ましくは、第一蒸気流５６を冷却し少なくとも部分凝縮させて第二蒸気流６０と第二液体流４８を生成する。第三冷却器は好ましくは第一および第二の液体流４６、４８を冷却する。第一加熱器３０は第二蒸気流を加熱して加熱された第二蒸気流３８を生成する。第二反応器１４は加熱された第二蒸気流３８を受理する。第一冷却器と第一加熱器は第一反応器流出流５２と第二蒸気流６０の間の接触によって生じる熱交換を与える。
装置は第一反応器流出流５２の冷却を第一冷却器３０の第一排出温度５５と第二冷却器２８の第二排出温度５７に基づいてコントロールするための第一温度コントローラー５３をも含むことができる。
図２に示されているように、装置は有利には、第四冷却器６４、第五冷却器７０、第六冷却器７２、第二加熱器、および第三反応器１６をも含むことができる。
第四冷却器６４は第二反応器流出流４２を冷却し少なくとも部分凝縮させて第三蒸気流７８と第三液体流７４を生成するのに好ましく使用される。第五冷却器７０は第三蒸気流７８を冷却し少なくとも部分凝縮させて第四蒸気流８０と第四液体流７９を生成するのに好ましく使用される。第六冷却器７２は第三および第四の液体流７４、７９を冷却するのに好ましく使用される。第二加熱器は第四蒸気流８０を加熱するのに好ましく使用される。第三反応器１６は第四蒸気流８０を受理するため。
第四冷却器６４と第二加熱器は、図２に示されている通り、第二反応器流出流４２と第四蒸気流８０の間の接触によって生じる熱交換を与える単一熱交換器６４を構成することができる。
本発明のこの態様は第二反応器流出流４２の冷却を第四冷却器６４の第四排出温度と第五冷却器７０の第五排出温度８７に基づいてコントロールするための装置の部分としての第二温度コントローラー８３をも含むことができる。
本発明の利点として、第二反応器１４および／または第三反応器１６に供給される供給材料３４の量は第一反応器１２に送られる供給材料３４の量よりも少ない。第二および第三の反応器１２、１４の中のより低い供給率はより小さな容器を要求し、それはより少ない資本投資を要求する。第二および／または第三の反応器１２、１４の寸法縮小はほぼ３０％にもなり得ると推定され、それは有意である。反応器へ供給率を低くすると、より少ない入熱で済み、それはやはりエネルギー消費を低下させる。本発明を改質法に利用することによって約３０％の省エネが実現できると推定される。
本発明の別の利点としては、パラフィンから芳香族へのより良好な転化は結果として本方法で生産される改質油のオクタン等級の改善をもたらすであろうということが考えられる。
本発明はその形態の幾つかだけが示され又は記載されているが、本発明がそのように限定されるものではなく本発明の範囲から逸脱しないで様々な変更の余地があるということは当業者には明らかであるはずである。
たとえば、リボイラー（reboiler）に熱を供給するのに様々な熱交換手段を使用できる。リボイラーは１個より多い交換器であることもできるし又は単一の多重通過交換器であることもできる。リボイラーの均等物は当業者には既知であろう。別の例としては、本プロセスは簡単でありそして沢山のプロセス装備を要求しないので、本プロセスは輸送および設備の便宜上小さな基準寸法でまとめられると想定される。このことは特に図１および図２に図解されている本発明の態様については明らかである。別の例としては、レベルコントローラーはレベルコントロールバルブ、または容器の底から出ることを許される液体の量をコントロールすることが可能であるいずれか他のタイプの流量メーターまたはコントローラー、であることができる。適するコントローラーは当業者には既知であり、本発明の範囲内で考察されるはずである。
１２ 第一反応器
１４ 第二反応器
１６ 第三反応器
２０ 加熱器
２８ 第二冷却器
３０ 第一冷却器、第一加熱器
３０’ 第一冷却器
３２、３２’ 第三冷却器
３４ 炭化水素供給流
３８ 第二蒸気流の第一部分
４２ 第二反応器流出流
４３ 第二蒸気流の第二部分
４６、４６’ 第一液体流
４８ 第二液体流
５２ 第一反応器流出流
５３ 温度コントローラー
５５ 第一冷却器３０の第一排出温度
５６ 第一蒸気流
５７ 第二冷却器２８の第二排出温度
６０ 第二蒸気流
６２ 第二炭化水素供給流
６４ 第四冷却器
７０ 第五冷却器
７２ 第六冷却器
７４ 第三液体流
７８ 第三蒸気流
７９ 第四液体流
８０ 第四蒸気流
８３ 第二温度コントローラー
８５ 第四冷却器６４の第一排出温度
８７ 第五冷却器７０の第二排出温度
８９ 第三炭化水素供給流
９３ 温度コントローラー
９５ 第一冷却器３０’の第一排出温度
９７ 第五冷却器７０の第二排出温度
１４ 第二反応器
１６ 第三反応器
２０ 加熱器
２８ 第二冷却器
３０ 第一冷却器、第一加熱器
３０’ 第一冷却器
３２、３２’ 第三冷却器
３４ 炭化水素供給流
３８ 第二蒸気流の第一部分
４２ 第二反応器流出流
４３ 第二蒸気流の第二部分
４６、４６’ 第一液体流
４８ 第二液体流
５２ 第一反応器流出流
５３ 温度コントローラー
５５ 第一冷却器３０の第一排出温度
５６ 第一蒸気流
５７ 第二冷却器２８の第二排出温度
６０ 第二蒸気流
６２ 第二炭化水素供給流
６４ 第四冷却器
７０ 第五冷却器
７２ 第六冷却器
７４ 第三液体流
７８ 第三蒸気流
７９ 第四液体流
８０ 第四蒸気流
８３ 第二温度コントローラー
８５ 第四冷却器６４の第一排出温度
８７ 第五冷却器７０の第二排出温度
８９ 第三炭化水素供給流
９３ 温度コントローラー
９５ 第一冷却器３０’の第一排出温度
９７ 第五冷却器７０の第二排出温度
Claims (28)
- 炭化水素供給流を第一反応器の中に供給しその中で反応させて第一反応器流出流を生成する工程；
第一反応器流出流を第一冷却器の中で冷却し部分凝縮させて第一蒸気流と第一液体流を生成する工程；
第一蒸気流を第二冷却器の中で冷却し部分凝縮させて第二蒸気流と第二液体流を生成する工程；
第一反応器流出流中の芳香族炭化水素の一部が改質油プールに回収されるように、第一と第二の液体流を合わせ冷却し、そして次に第一と第二の液体流を改質油プールに送る工程；及び
第二蒸気流を加熱しそして第二蒸気流を第二反応器に送る工程
を含む、改質油流の芳香族含有率を増大させる方法。 - 第一反応器流出流を冷却する工程が、第一反応器流出流を第二蒸気流との接触によって生じる熱交換によって冷却することを包含し、それによって第二蒸気流を加熱する工程を同時に行う、請求項１の方法。
- 炭化水素供給流が炭素原子数５〜１０の炭化水素を含有する、請求項１の方法。
- 炭化水素供給流の実質的量が２７℃（８０°Ｆ）〜２０４℃（４００°Ｆ）の沸点範囲によって規定される、請求項１の方法。
- 炭化水素供給流を供給する工程が炭化水素を２６０℃（５００°Ｆ）〜６４８．９℃（１２００°Ｆ）の温度範囲内の温度および２０４．７ｋＰａ（１５ｐｓｉｇ）〜６９９６．１ｋＰａ（１０００ｐｓｉｇ）の圧力範囲の圧力で供給することを包含する、請求項１の方法。
- 第一反応器流出流を冷却する工程が、第一反応器流出流を１２１．１℃（２５０°Ｆ）〜２０４．４℃（４００°Ｆ）の範囲の温度に冷却することを包含する、請求項１の方法。
- 第一蒸気流を冷却する工程が、第一蒸気流を１１５．６℃（２４０°Ｆ）〜１８２．２℃（３６０°Ｆ）の範囲の温度に冷却することを包含する、請求項１の方法。
- 第二蒸気流を加熱する工程が、第二蒸気流を２６０℃（５００°Ｆ）〜６４８．９℃（１２００°Ｆ）の範囲の温度に加熱することを包含する、請求項１の方法。
- 更に、炭化水素供給流の一部分を第二炭化水素供給流として第二反応器に供給することを包含する、請求項１の方法。
- 更に、第一反応器流出流を冷却する工程を、第一冷却器の第一排出温度と第二冷却器の第二排出温度に基づいてコントロールすることを包含する、請求項１の方法。
- 更に、
第二蒸気流を第二反応器の中で反応させて第二反応器流出流を生成する工程；
第二反応器流出流を第四冷却器の中で冷却し部分凝縮させて第三蒸気流と第三液体流を生成する工程；
第三蒸気流を第五冷却器の中で冷却し部分凝縮させて第四蒸気流と第四液体流を生成する工程；
第三と第四の液体流を合わせそしてそれらを改質油プールに送る工程；及び
第四蒸気流を加熱しそして第四蒸気流を第三反応器に送る工程
を包含する、請求項１の方法。 - 更に、炭化水素供給流の一部分を第三炭化水素供給流として第三反応器に供給することを包含する、請求項１１の方法。
- 第二反応器流出流を冷却する工程が、第二反応器流出流を１２１．１℃（２５０°Ｆ）〜２０４．４℃（４００°Ｆ）の範囲の温度に冷却することを包含する、請求項１１の方法。
- 第三蒸気流を冷却する工程が、第三蒸気流を１１５．６℃（２４０°Ｆ）〜１８２．２℃（３６０°Ｆ）の範囲の温度に冷却することを包含する、請求項１１の方法。
- 第四蒸気流を加熱する工程が、第四蒸気流を２６０℃（５００°Ｆ）〜６４８．９℃（１２００°Ｆ）の範囲の温度に加熱することを包含する、請求項１１の方法。
- 更に、第二反応器流出流を冷却する工程を、第四冷却器の第四排出温度と第五冷却器の第五排出温度に基づいてコントロールすることを包含する、請求項１１の方法。
- 炭化水素供給流を第一反応器の中で供給しその中で反応させて第一反応器流出流を生成する工程；
第一反応器流出流を第一冷却器の中で冷却し部分凝縮させて第一蒸気流と第一液体流を生成する工程；
第一蒸気流を第二冷却器の中で冷却し部分凝縮させて第二蒸気流と第二液体流を生成する工程；
第一反応器流出流中の芳香族炭化水素の一部が改質油プールに回収されるように、第一と第二の液体流を合わせ冷却し、そして次に第一と第二の液体流を改質油プールに送る工程；
第二蒸気流を加熱しそして次いで第二蒸気流の第一部分を第二反応器にそして第二蒸気流の第二部分を第三反応器に送る工程；
第二蒸気流の第一部分を第二反応器の中で反応させて第二反応器流出流を生成する工程；及び
第二反応器流出流を第一反応器流出流と合わせ、そして第一冷却器の中で第一反応器流出流を冷却し部分凝縮させそれによって第二反応器流出流を第一反応器流出流と共に冷却し部分凝縮させる工程、
を含む、改質油流から芳香族化合物を生成する方法。 - 更に、炭化水素供給流の一部分を第二炭化水素供給流として第二反応器に供給することを包含する、請求項１７の方法。
- 更に、炭化水素供給流の一部分を第三炭化水素供給流として第三反応器に供給することを包含する、請求項１７の方法。
- 更に、第一および第二の反応器流出流を冷却する工程を、第一冷却器の第一排出温度と第二冷却器の第二排出温度に基づいてコントロールすることを包含する、請求項１７の方法。
- 第一反応器が直列の改質反応器を包含する、請求項１７の方法。
- 炭化水素供給流を受理しその中で反応させて第一反応器流出流を生成するための第一反応器；
第一反応器流出流を冷却し部分凝縮させて第一蒸気流と第一液体流を生成するための第一冷却器と、第一蒸気流を冷却し部分凝縮させて第二蒸気流と第二液体流を生成するための第二冷却器；
第二蒸気流を加熱して加熱された第二蒸気流を生成するための第一加熱器；および
加熱された第二蒸気流を受理するための第二反応器
を含む、改質油流の芳香族含有率を増大させる装置。 - 更に、第一および第二の液体流を冷却するための第三冷却器を含む、請求項２２の装置。
- 第一冷却器と第一加熱器が、第一反応器流出流と第二蒸気流との間の接触によって生じる熱交換を与える単一熱交換器を構成する、請求項２２の装置。
- 更に、第一反応器流出流の冷却を第一冷却器の第一排出温度と第二冷却器の第二排出温度に基づいてコントロールするための第一温度コントローラーを包含する、請求項２２の装置。
- 更に、
第二反応器流出流を冷却し部分凝縮させて第三蒸気流と第三液体流を生成するための第四冷却器、及び第三蒸気流を冷却し部分凝縮させて第四蒸気流と第四液体流を生成するための第五冷却器；
第三および第四の液体流を冷却するための第六冷却器；および
第四蒸気流を加熱するための第二加熱器；および
第四蒸気流を受理するための第三反応器
を含む、請求項２２の装置。 - 第四冷却器と第二加熱器が、第二反応器流出流と第四蒸気流との間の接触によって生じる熱交換を与える単一熱交換器を構成する、請求項２６の装置。
- 更に、第二反応器流出流の冷却を第四冷却器の第四排出温度と第五冷却器の第五排出温度に基づいてコントロールするための第二温度コントローラーを包含する、請求項２６の装置。
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