化学変換に熱を供給する方法、ならびにオレフィン製造方法を利用するプロセスおよびシステム
化学変換プロセスに熱を提供する方法およびシステムが、対応する炭化水素の触媒脱水素化によるオレフィンの製造に、有利に利用される。触媒脱水素化プロセスは、１．０以下であってよい蒸気対油の比率、および比較的低い蒸気過熱器炉温度で動作する、希釈蒸気を利用する。プロセスおよびシステムは、エチルベンゼンの触媒脱水素化によるスチレンの製造に有利に利用される。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔背景〕
１．発明の分野
本明細書の発明は、化学変換プロセスに感熱を供給する方法に関し、具体的には、オレフィンを製造するプロセスおよびシステムに関し、さらに具体的には、エチルベンゼンを脱水素化する手段によりスチレンを製造するプロセスおよびシステムに関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
エチルベンゼンの触媒脱水素化によりスチレンを製造することは、当技術分野では周知である。典型的には、蒸気およびエチルベンゼンを含有する供給材料（feed）が、約６００℃〜約６５０℃の入口温度で反応器中の触媒と接触して、変換を生じさせる。蒸気は、蒸気過熱器で所定の温度まで加熱される。蒸気は、反応に必要な熱の少なくとも一部を供給し、希釈剤として、スチレンおよび水素の分圧を減少させ、それにより、スチレン製造のため、反応平衡をシフトする。
【０００３】
Sardinaの米国特許第４，６２８，１３６号は、蒸気の存在下でエチルベンゼンからスチレンを製造する脱水素化プロセスを開示している。エチルベンゼンおよび水は、エチルベンゼンまたは水より低い温度で沸騰する共沸混合物を形成する。エチルベンゼン／水供給材料のほとんどは、エチルベンゼン／スチレンスプリッターシステムからの塔頂蒸気（overhead vapor）を濃縮することにより、蒸発する。供給材料流（feed stream）を蒸発させるために使用されるのに必要な蒸気が少なく、エチルベンゼン／スチレンスプリッターの塔頂蒸気を濃縮させるのに必要な冷却水が少ないので、この特徴により、エネルギーが節約される。
【０００４】
蒸気対油の質量比、すなわち、供給材料流（「油」）中に含有される蒸気対エチルベンゼンの、重量ベースでの比率は、エチルベンゼンの脱水素化における重要な要素である。過去には、スチレン製造工場は、１．３〜１．７の、蒸気／油の総重量比で稼働した。改善された触媒により、プロセスは、収量またはエチルベンゼン変換を許容可能に減少させた状態で、約１．０の蒸気／油の重量比で作用することができる。
【０００５】
１．０以下の蒸気／油の総重量比でシステムに適切な量の熱を供給するため、蒸気過熱器の出口の温度は、９５０℃まで、またはそれよりさらに高く、上昇されなければならない。しかしながら、９２７℃超の過熱器温度により、特別で高価な冶金を使用することが必要となる。低い蒸気／油比および低い温度で作動するシステムを有することが、有利となるであろう。
【０００６】
〔概要〕
本発明の実施形態では、少なくとも１つの化学反応体を含有する化学変換プロセス流に熱を与える方法が、本明細書で提供される。この方法は、
（ａ）熱伝達流体を過熱する工程と
（ｂ）過熱された熱伝達流体からプロセス流に熱を伝達する工程と、
（ｃ）熱伝達流体の少なくとも一部を、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
（ｄ）熱伝達流体の第１の部分を加圧する工程と、
（ｅ）熱伝達流体の加圧された第１の部分を過熱工程（ａ）に再循環させる工程と、
（ｆ）熱伝達流体の第２の部分をプロセス流に導入する工程と、を含む。
【０００７】
別の実施形態では、例えば、アルキル化合物（例えば、エタン、プロパン、ブタンなど）およびアルキル芳香族化合物（例えば、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、セルメン（cermene）など）といった、脱水素化を受けることができる分子の少なくとも一部を有する炭化水素を含有する供給材料流の触媒脱水素化によって、オレフィンを製造するプロセスが、本明細書で提供される。このプロセスは、間接的な熱交換により既に加熱されていてよい過熱蒸気から、希釈蒸気および脱水素化され得る炭化水素を含有するプロセス流へと、熱を伝達することを含み、過熱蒸気からの追加の熱は、反応ゾーンで脱水素化され得る炭化水素の少なくとも一部の触媒脱水素化を生じるのに十分であり、熱を伝達した後、過熱蒸気は、使用済みの蒸気になる。使用済みの蒸気は、２つの流れ、すなわち再循環蒸気およびプロセス蒸気に分かれる。再循環蒸気は、サーモコンプレッサーを使用することで加圧される。これは次に駆動蒸気と組み合わせられ、蒸気過熱器内で所定温度まで加熱される。プロセス蒸気は、再加熱されて過熱蒸気を生成し、脱水素反応器に入る前に脱水素化され得る炭化水素を含有する供給材料流と組み合わせられる。最終結果は、反応器内の蒸気／油比を満たすのに必要な蒸気に比べ、より多くの過熱蒸気が熱伝達に利用可能となる。
【０００８】
エチルベンゼンの触媒脱水素化によってスチレンを製造するシステムも提供される。
【０００９】
本明細書に記載されるプロセスおよびシステムは、有利にも、１．０以下の蒸気／油比で作動できると共に、蒸気過熱器炉ならびに伝達ライン（すなわち、蒸気過熱器炉から熱交換器および反応器に過熱蒸気を伝達し、蒸気過熱器に戻す、配管接続）に対する特殊な冶金の必要性を回避するのに十分低い過熱蒸気温度を必要とする。このスキームは、より高い蒸気／油の質量比で使用されてもよい。
【００１０】
さまざまな実施形態が、図面を参照して以下に説明される。
【００１１】
〔好適な実施形態の詳細な説明〕
図１を参照すると、化学変換プロセスのプロセス流に、感熱を提供する方法が示される。この方法は、熱伝達流体を用いる。本明細書に記載する化学変換プロセスに好適な熱伝達流体は、蒸気である。
【００１２】
熱伝達流体流１１が、過熱工程１２で過熱されて、過熱された熱伝達流体１３を生成する。熱は次に、熱伝達工程１４で、過熱された熱伝達流体から、１つまたは複数の反応体化学薬品を含有する化学変換プロセスのプロセス流へ、伝達される。熱伝達工程１４からの流出物は、使用済みの熱伝達流体流１５である。
【００１３】
オプションとして、使用済みの熱伝達流体流１５の一部１６は、引き出されて、他のプロセスに送られ得る。これもオプションとして、使用済みの熱伝達流体流１５の一部１７は、引き出されて、従来の圧力増加工程（図示せず）によって過熱工程１２へ再循環され得る。図１に概略を述べる方法１０は、過熱工程１２および熱伝達工程１４を含む、１つの輪郭線部分（outlined section）Ｎを含む。しかしながら、他の実施形態では、本発明の方法は、当技術分野で既知の任意の方法で組み込まれる２つ以上の輪郭線部分Ｎを含んでもよい。手短に言えば、方法１０は、複数の過熱工程１２および熱伝達工程１４を含むことができる。工程１２および１４は、同じかまたは異なる設備ユニットで反復されてよい。あるいは、方法１０は、輪郭線部分Ｎなしで行われてもよい。
【００１４】
使用済みの熱伝達流体流１５の少なくとも一部が、分割工程１８で、第１の部分１９および第２の部分２２に分割される。第１の部分１９は、工程２０に送られ、ここで、熱伝達流体流が加圧される。加圧工程は、機械的コンプレッサー、または当技術分野で既知の任意の他の手段によって行われることができる。好適なコンプレッサーは、圧縮流体を使用するサーモコンプレッサーである。例えば、高圧圧縮蒸気が、サーモコンプレッサーに導入されて、比較的低い圧力の、使用済みの熱伝達蒸気１５の第１の部分１９を加圧する。圧縮蒸気２１（使用済みの蒸気として導入される蒸気、および圧縮蒸気として導入される蒸気を含む）が、次に、再循環され、過熱工程１２で再加熱される。圧縮蒸気の量は、システムから引き出される蒸気を補うように調節される。
【００１５】
使用済みの熱伝達流体１５の第２の部分２２は、化学変換プロセスのプロセス流Ｃに導入される。オプションとして、熱伝達流体の第２の部分２２は、第２の過熱工程２３で再加熱されてよい。本明細書に記載する方法は、有利なことに、以下に記載するような脱水素化プロセスに利用される。
【００１６】
本発明の脱水素化プロセスは、対応する炭化水素の脱水素化による、オレフィン炭化水素の製造に関する。蒸気が、希釈剤として使用され、吸熱性である脱水素化反応用の熱の一部の供給源（source of part of the heat）を提供する。好ましくは、２つの反応器を使用する。反応器は、代わりに、軸流反応器または半径流反応器または並流反応器であってよい。このような反応器は、当技術分野で既知である。
【００１７】
本明細書のプロセスおよびシステムは、蒸気を希釈剤および熱伝達媒体として利用する任意の脱水素化プロセスに使用され得るが、本明細書に記載されるテクノロジーは、エチルベンゼンからのスチレンの製造に特に有利であり、スチレン製造について本明細書では例示されている。本発明が使用され得る他のプロセスには、エチルトルエンからのビニルトルエンの製造、プロピレンへのプロパンの脱水素化、および１-ブテン、２-ブテン、もしくはブタジエンなどのＣ４化合物へのブタンの脱水素化が含まれる。
【００１８】
弁、配管、インジケーターおよび制御装置などといった、特定の設備が、説明を容易にするため図面から省略されていること、ならびに、そのような設備の適切な設置は当業者の範囲内と考えられることが、理解される。
【００１９】
次に図２を参照すると、脱水素化システム１００の供給材料Ｆは、エチルベンゼンおよび一次蒸気を含む。供給材料の蒸気対油（「Ｓ／Ｏ」）の比率は、共沸組成の供給材料については、約１．０以下、好ましくは約０．４５〜０．５５、さらに好ましくは約０．４９〜約０．５１である。
【００２０】
共沸組成で供給材料を有することの利点は、エチルベンゼン−水の異種共沸混合物が、絶対単位で（absolute）９．２４×１０４Ｐａ（６９３ｍｍＨｇ）の典型的な動作圧力で、約９２℃で沸騰することであり、この温度は、その圧力での、水またはエチルベンゼンの沸点より低い。したがって、供給材料の蒸発が促進される。供給材料の蒸発は、エチルベンゼン／スチレンモノマースプリッター（「ＥＢ／ＳＭスプリッター」）の濃縮システムからの熱伝達により、達成され得る。
【００２１】
次に図３を参照すると、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１は、従来の蒸留カラムであり、この中で、脱水素化システム１００からの未精製スチレン生成物Ｐが、スチレンモノマーに富む流れＳＭと、より軽い成分の、エチルベンゼンＥＢのオーバーヘッド（overhead of ethylbenzene EB）と、低濃度のＳＭと、に分けられる。オーバーヘッドは、エチルベンゼン／水の供給材料混合物を冷却剤として使用することにより、コンデンサＣ−１で部分的に濃縮され、それによって、熱を供給材料Ｆに伝達し、供給材料Ｆを蒸発させる。供給材料の水成分は、プロセス水など、任意の適切な供給源からのものであってよい。下部の流れは、再沸器Ｈ−５を通る再循環流と、スチレンモノマーに富む生成物流ＳＭと、に分けられる。熱の一部を拒絶するために追加のコンデンサがあってもよい。例えば、熱は、冷却水に対して拒絶され得る。
【００２２】
再び図２を参照すると、ほぼ９２℃でコンデンサＣ−１から出てくる供給材料Ｆは、ライン１０１を通って、供給材料流出物交換器Ｅ−１に流れ、供給材料流出物交換器では、供給材料は約５００℃〜約５６０℃に加熱され、ライン１０３を通って流れ、その際、過熱蒸気の流れ１３０と結合する。流れ１３０は、約８００℃〜約８６Ｏ℃の温度であり、そのような割合で供給材料Ｆと混合され、触媒が作業（run）の開始時にあるときに、約６００℃〜約６２０℃の温度を有する反応器Ｒ-１に、反応体プロセス流１０２を提供する。反応器Ｒ−１は、それに関連する熱交換器Ｈ−３を含み、熱は、約８００℃〜約９２Ｏ℃の温度の過熱蒸気の流れ１２６から、反応体流１０２へ伝達される。熱交換器Ｈ−３は、好ましくは対向流熱交換器であり、反応容器Ｒ−１の内側または反応容器Ｒ−１の外側であってよい（不図示）。十分な熱がプロセス流１０２に提供され、エチルベンゼン成分の脱水素化を生じる。典型的には、エチルベンゼンの脱水素化は、約６１０℃〜約６５Ｏ℃の入口温度で行われるが、この範囲外の温度もまた適切であり得る。供給材料への蒸気の追加により、脱水素化反応は、約０．８〜約１．７の範囲、好ましくは１．１５以下、さらに好ましくは０．９０以下の、Ｓ／Ｏ比で、起こり得る。反応器Ｒ−１は、単一の床または多数の床の（single bed or multibed）反応器であってよい。好ましくは、反応器Ｒ−１は、従来の半径流反応器であるが、並流反応器または軸流反応器を、代わりに使用することもできる。触媒的に有効な量の従来の触媒、例えば、酸化鉄をベースとしたもの、を反応器Ｒ−１中で使用することができる。適切な触媒は、当業者に既知である。
【００２３】
加熱されたプロセス流１０４は、好ましくは約６１Ｏ℃〜約６５Ｏ℃の温度で、熱交換器Ｈ−３から出てくる。供給材料のエチルベンゼン成分の少なくとも一部は、反応器Ｒ−１で脱水素化を受けて、スチレンおよび水素を生成する。いくらかスチレンを含有する反応器Ｒ−１の流出物（outflow）１０６は、約５５Ｏ℃〜約５８Ｏ℃の温度で出て、反応器Ｒ−１と同じタイプの第２の反応器Ｒ−２に導入される。プロセス流１０６は、熱交換器Ｈ−４を通過し、ここで、過熱蒸気流１１８によって、約６１０℃〜約６５０℃の反応温度まで加熱される。加熱されたプロセス流１０８は、さらなる反応を受ける。第２の反応器Ｒ−２の流出流１０９を使用して、供給材料流出物交換器Ｅ−１で供給材料Ｆを予熱する。供給材料流出物交換器Ｅ−１からの生成物Ｐは、未精製スチレン、および軽い成分（例えば、水素）をいくらか有する、いくらかの未反応エチルベンゼンを含有し、冷却され、部分的に濃縮され、その後、液体が、さらなる精製のため、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１（図３）に送られる。
【００２４】
主蒸気Ｓが、ライン１１０を通ってシステムに導入され、全体的なＳ／Ｏ比を満たすのに必要な蒸気の量と、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１のコンデンサＣ−１で蒸発する蒸気の量との間の差を作り出す。主蒸気Ｓは、最初は、約１７０℃〜約１９０℃の温度、および、約１０３４．２１〜約１１０３．１６ｋＰａ（約１５０〜約１６０ｐｓｉａ）の圧力である。弁５０が、蒸気の入力を制御する。蒸気は、蒸気過熱器Ｈ−１の対流部分Ｈ−２に位置付けられた対流コイル１１２などの加熱ゾーンを通過し、主蒸気は、約５４０℃〜５６０℃の温度、約８９６．３２ｋＰａ〜約９６５．２７ｋＰａ（約１３０ｐｓｉａ〜約１４０ｐｓｉａ）の圧力で、対流コイル１１２から出て、ライン１１４に入る。主蒸気は次に、サーモコンプレッサーＴ−１に送られ、圧縮蒸気として使用される。サーモコンプレッサーＴ−１は、蒸気ジェットコンプレッサーであり、これは、約１．０〜約２．５、好ましくは約１．６〜約１．８の圧縮比で動作し、低圧蒸気を高圧に引き上げる。サーモコンプレッサーは既知であり、本発明のシステムに使用するのに適切なサーモコンプレッサーは、例えばニュージャージー州ドーバーのFox Valve Development Corp.、およびマサチューセッツ州ウォルサムのArtisan Industries Inc.など、さまざまなサプライヤーから市販されている。
【００２５】
低圧蒸気は、約１３７．９０〜約１７２．３７ｋＰａ（約２０〜２５ｐｓｉａ）で、約５７０℃〜約５９Ｏ℃の温度で、ライン１２２を経由してもたらされる。サーモコンプレッサーＴ−１からの流出物１１６は、約５５０℃〜約５７０℃の温度で、約２７５．７９ｋＰａ〜約３４４．７４ｋＰａ（約４０ｐｓｉａ〜約５０ｐｓｉａ）の圧力である。蒸気は、次に、放射コイル１１７を通って、蒸気過熱器Ｈ−１の３つの部分のうちの１つに導入される。
【００２６】
蒸気過熱器Ｈ−１は、脱水素化反応に十分な熱を提供するのに十分な過熱温度まで、高圧蒸気を加熱する、電気炉、またはガスおよび／もしくは液体燃料を燃やす炉であってよい。本明細書に記載するシステム１００の利点は、蒸気過熱器Ｈ−１が約９２７℃以下、好ましくは９００℃未満、より好ましくは８９０℃未満の温度を有する流出物をもたらすように作動され得ることである。そのような温度で蒸気過熱器を作動させることにより、９２７℃より高い温度で必要とされるような、高価な特別の合金を過熱器Ｈ−１の構築に使用する必要性が回避される。
【００２７】
過熱器Ｈ−１は、好ましくは、３つの部分に分割され、過熱器の放射エリアの３つの管状コイルに適応する。
【００２８】
過熱器からの流出物流１１８は、約８５０℃〜約９００℃の温度、および約１７２．３７ｋＰａ〜約２４１．３２ｋＰａ（約２５ｐｓｉａ〜約３５ｐｓｉａ）の圧力で、蒸気を、反応器Ｒ−２の熱交換器Ｈ−４に運び、それによって、反応器Ｒ−１からの流出物である反応体流１０６に、熱を伝達する。熱交換器Ｈ−４からの蒸気流出物である流れ１２０は、約５７０℃〜約６００℃の温度、および約１６５．４７ｋＰａ〜約１９３．０５ｋＰａ（約２４ｐｓｉａ〜２８ｐｓｉａ）の圧力である。流れ１２０の第１の部分、すなわち流れ１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に再循環して戻され、流れ１２０の第２の部分、すなわち流れ１２４は、蒸気過熱器Ｈ−１の放射コイル１２５まで流れて戻る。ライン１２４を通って流れる蒸気の部分は、放射コイル１２５で加熱され、約８４０℃〜約８６０℃の温度でライン１２６を経由して出てくる。蒸気は次に、反応器Ｒ−１と関連する熱交換器Ｈ−３に運ばれ、そこで、熱を反応体流１０２に伝達する。
【００２９】
蒸気は、約６２Ｏ℃〜約６４０℃の温度で熱交換器Ｈ−３から出て、ライン１２８を経由して蒸気過熱器Ｈ−１に戻り、そこで、放射コイル１２９を通過し、約８４０℃〜約８６０℃の温度および約８２．７４ｋＰａ〜約１０３．４２ｋＰａ（約１２ｐｓｉａ〜約１５ｐｓｉａ）の圧力で、過熱蒸気としてライン１３０を経由して出てくる。ライン１３０を通って流れる蒸気は、その際、ライン１０３からの蒸発した供給材料Ｆと混合され、組み合わせられた流れ１０２は、熱交換器Ｈ−３を通され、反応器Ｒ−１に導入される。
【００３０】
図２Ａを参照すると、代替的なプロセス１００Ａが例示され、このプロセスは、プロセス１００と同様であるが、以下の例外がある：流れ１２４、１２６および１２８が除外されている；反応器Ｒ−１に関連する加熱器Ｈ‐３がない；流れ１３０が直接Ｒ−１に導入される；流れ１２８が流れ１２０から分裂する。
【００３１】
さらに具体的には、エチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する供給材料流Ｆが、前述したように、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１で蒸発する。蒸発および加熱された供給材料流は、ライン１０３を経由して送られ、過熱蒸気流と組み合わせられて、流体流１０２を提供する。この流れは、反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒に接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを生成する。流出物１０６は、反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は、脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階（second stage conversion）を受けて、出口１０９を通って反応器を出るスチレンを含有する流れ１０８を作り出す。流出物流１０９を使用して、供給材料（fees）流出物交換器Ｅ−１で供給材料流Ｆを予熱する。第２の反応器Ｒ−２の流出物流１０９を使用して、供給材料流出物交換器Ｅ−１で供給材料Ｆを予熱する。供給材料流出物交換器Ｅ−１からの生成物Ｐは、未精製スチレン、およびいくらかの軽い成分（例えば、水素）を有するいくらかの未反応エチルベンゼンを含有し、冷却され、部分的に濃縮され、液体は次に、さらなる精製のため、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１（図３）に送られる。
【００３２】
過熱蒸気の流れが、ライン１１８を経由して逆流熱交換器Ｈ−４へ循環され、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４からライン１２０を経由して出てくる使用済みの蒸気は、第１の部分１２２と、第２の部分１２８とに分けられる。使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に送られる。流れ１１４の主蒸気Ｓは、サーモコンプレッサーを通して送られ、対流コイル１１２を通じて過熱器Ｈ−１により第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーＴ−１からの流出物１１６は、次に蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８を提供し、この流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００３３】
使用済みの蒸気の第２の部分１２８は、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、コイル１２９により再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は、次に、供給材料流と組み合わせられて、反応器Ｒ−１に送られる。
【００３４】
実施例１
本発明の特徴は、図２に示すシステムの符号を参照する次の予言的実施例（prophetic example）で以下に説明される。
【００３５】
１６２，６４８ｋｇ／時間の供給材料流Ｆを提供する。この供給材料流は、０．４９３のＳ／Ｏ比を有するエチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する。蒸発および加熱された供給材料流１０３は、５４９℃の温度、および７６．５３ｋＰａ（１１．１ｐｓｉａ）の圧力である。供給材料流は、８４９℃および８９．６３ｋＰａ（１３ｐｓｉａ）で、４４，３４３ｋｇ／時間の過熱蒸気（１３０）と組み合わせられて、０．９のＳ／Ｏ比で２０６，９９１ｋｇ／時間の流体流１０２をもたらす。この流れは、逆流熱交換器Ｈ‐３で加熱され、６５０℃および５３．５７ｋＰａ（７．７７ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒に接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを生成する。流出物１０６は、５６０℃および４７．９２ｋＰａ（６．９５ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、６５０℃で反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階を受けて、スチレンを含有する生成物流を作り出す。
【００３６】
８８９℃および２１３．７４ｋＰａ（３１ｐｓｉａ）での、６６，５１１ｋｇ／時間の過熱蒸気の、ライン１１８における流れは、逆流熱交換器Ｈ−４に循環して、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４から出てくる使用済みの蒸気は、２２，１６８ｋｇ／時間の第１の部分１２２と、４４，３４３ｋｇ／時間の第２の部分１２４とに分割される。５８３℃および１６８．９２ｋＰａ（２４．５ｐｓｉａ）の、使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサー（Ｔ−１）に送られる。５４９℃および９０３．２１ｋＰａ（１３１ｐｓｉａ）の、４４，３４３ｋｇ／時間の主蒸気の、ライン１１４における流れは、サーモコンプレッサーを通して送られ、第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーからの６６，５１１ｋｇ／時間の蒸気の流出ライン１１６は、５５９℃および２８０．９６ｋＰａ（４０．７５ｐｓｉａ）であり、これは、１．６６の圧縮比に対応している。流出物１１６は次に、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８を提供し、この流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００３７】
４４，３４３ｋｇ／時間の使用済みの蒸気の第２の部分１２４は、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱される。過熱器からの流出物１２６は、８５０℃および１５３．４１ｋＰａ（２２．２５ｐｓｉａ）で熱交換器Ｈ‐３に送られて、流体流１０２に伝達される熱を提供する。使用済みの蒸気１２８は、６３１℃および１２９．２１ｋＰａ（１８．７４ｐｓｉａ）で熱交換器Ｈ‐３から出て、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、８５０℃の温度まで再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は、次に、供給材料流と組み合わせられて、反応器Ｒ−１へ送られる。
【００３８】
２つの反応器にわたるエチルベンゼンの全体的な変換は、約６２．５％で、約９４．１％のスチレンのモル選択度（molar selectivity）である。
【００３９】
実施例２
本発明の特徴は、図２Ａに示されるシステムの符号を参照する次の予言的実施例で以下に例示される。
【００４０】
１９３，７７５ｋｇ／時間の供給材料流Ｆを提供する。供給材料流は、０．４９３のＳ／Ｏ比を有するエチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する。蒸発および加熱された供給材料流１０３は、５３７℃の温度、および７４．４６ｋＰａ（１０．８ｐｓｉａ）の圧力である。供給材料流は、８９０℃および６８．９５ｋＰａ（１０ｐｓｉａ）で６５，８０３ｋｇ／時間の過熱蒸気１３０と組み合わせられて、１．０のＳ／Ｏ比で、２５９，５７６ｋｇ／時間の流体流１０２を提供する。この流れは、６２Ｏ℃および５６．５４ｋＰａ（８．２ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒に接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを作り出す。流出物１０６は、５３４℃および５０．３３ｋＰａ（７．３ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、６２５℃で反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は、脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階を受けて、スチレンを含有する生成物流を作り出す。
【００４１】
８８７℃および１５８．５８ｋＰａ（２３ｐｓｉａ）の、８４，４３８ｋｇ／時間の過熱蒸気の流れ１１８は、逆流熱交換器Ｈ−４へ循環され、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４から出る使用済みの蒸気は、１８，６３６ｋｇ／時間の第１の部分１２２と、６５，８０２ｋｇ／時間の第２の部分１２８とに分割される。５８１℃および１２１．３５ｋＰａ（１７．６ｐｓｉａ）の使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に送られる。７００℃および９１７．００ｋＰａ（１３３ｐｓｉａ）の、６５，８０２ｋｇ／時間の主蒸気の流れ１１４は、サーモコンプレッサーを通して送られ、第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーからの８４，４３８ｋｇ／時間の蒸気の流出物１１６は、６７３℃および２１１．６７ｋＰａ（３０．７ｐｓｉａ）で、これは１．７の圧縮比に対応する。流出物１１６は次に、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８をもたらし、流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００４２】
６５，８０２ｋｇ／時間の使用済みの蒸気の第２の部分１２８は、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、８９０℃の温度まで再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は、次に、供給材料流と組み合わせられて、反応器Ｒ−１へ送られる。
【００４３】
２つの反応器にわたるエチルベンゼンの全体的な変換は、約６２．５％であり、９４．３％のスチレンのモル選択度である。
【００４４】
実施例３
本発明の特徴は、図２に示すシステムの符号を参照する次の予言的実施例において、以下に説明される。
【００４５】
１５９，２２６ｋｇ／時間の供給材料流Ｆを提供する。供給材料流は、０．４９３のＳ／Ｏ比を有するエチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する。蒸発および加熱された供給材料流１０３は、５３１℃の温度、および７３．０８ｋＰａ（１０．６ｐｓｉａ）の圧力である。供給材料流は、８５２℃および７０．３３ｋＰａ（１０．２ｐｓｉａ）で７０，０８７ｋｇ／時間の過熱蒸気１３０と組み合わせられて、１．１５のＳ／Ｏ比で２２９，３１２ｋｇ／時間の流体流１０４をもたらす。この流れは、６２１℃および５５．１６ｋＰａ（８．０ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒と接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを生成する。流出物１０６は、５４Ｏ℃および４８．９５ｋＰａ（７．１ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、６２６℃で反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は、脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階受けて、スチレンを含有する生成物流を作り出す。
【００４６】
７９４℃および１４４．７９ｋＰａ（２１ｐｓｉａ）の、１０６，６４６ｋｇ／時間の過熱蒸気の流れ１１８は、逆流熱交換器Ｈ−４に循環され、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４から出る使用済みの蒸気は、３６，５６０ｋｇ／時間の第１の部分１２２と、７０，０８７ｋｇ／時間の第２の部分１２８とに分割される。５８７℃および１２２．７３ｋＰａ（１７．８ｐｓｉａ）の、使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に送られる。７００℃および９１７．００ｋＰａ（１３３ｐｓｉａ）の、７０，０８６ｋｇ／時間の主蒸気の流れ１１４は、サーモコンプレッサーを通して送られて、第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーからの１０６，６４６ｋｇ／時間の蒸気の流出物１１６は、６６１℃および２１１．６７ｋＰａ（３０．７ｐｓｉａ）であり、これは、１．７の圧縮比に対応する。流出物１１６は次に、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８をもたらし、流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００４７】
７０，０８７ｋｇ／時間の使用済みの蒸気の第２の部分１２８は、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、８５２℃の温度まで再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は次に、供給材料流Ｆと組み合わせられ、反応器Ｒ−１に送られる。
【００４８】
２つの反応器にわたるエチルベンゼンの全体的な変換は、約６２．６％で、約９４．９％のスチレンのモル選択度である。
【００４９】
実施例３は、実施例２より高い蒸気消費量を有する。しかしながら、実施例３では、流れ１１８は、触媒が作業の終わりにあっても、８１５℃を下回る。したがって、このラインの構成材料は、Ａｌｌｏｙ８００Ｈなどの、いくつかのより高価な材料の代わりに、３０４Ｈステンレス鋼であってよい。実施例３では、Ａｌｌｏｙ８００Ｈを使用した配管の現在の総コストは、約９００，０００ドルである。対照的に、３０４Ｈステンレス鋼を使用した現在の総コストは、２３０，０００ドルである。実施例３の新規なフロースキームを利用することによって、配管材料のみの正味の節約額は、６７０，０００ドルになる。
【００５０】
前述の説明は、多くの細目を含むが、これらの細目は、発明の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、単に、発明の好適な実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、請求項により定められる本発明の範囲および主旨内で、多くの他の可能性を構想するであろう。
【００５１】
〔実施の態様〕
（１） 少なくとも１つの化学反応体を含む化学変換プロセス流に熱を提供する方法において、
ａ）熱伝達流体を過熱する工程と、
ｂ）過熱された前記熱伝達流体からプロセス流へ熱を伝達する工程と、
ｃ）前記熱伝達流体の少なくとも一部を、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）熱伝達流体の加圧された前記第１の部分を過熱工程（ａ）に再循環させる工程と、
ｆ）前記熱伝達流体の前記第２の部分を前記プロセス流に導入する工程と、
を含む、方法。
（２） 実施態様１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程（ｂ）の後、かつ前記分割する工程（ｃ）の前に、前記熱伝達流体の少なくとも第３の部分を取り除く工程、
をさらに含む、方法。
（３） 実施態様１に記載の方法において、
前記再循環させる工程は、複数回、行われる、方法。
（４） 実施態様１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
（５） 実施態様１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
【００５２】
（６） 実施態様１に記載の方法において、
前記熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程（ｄ）は、熱伝達流体の前記第１の部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮流体を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮流体は、熱伝達流体の前記第１の部分より圧力が高い、方法。
（７） 実施態様６に記載の方法において、
前記熱伝達流体および圧縮流体は、蒸気である、方法。
（８） 実施態様１に記載の方法において、
前記熱伝達流体は、蒸気である、方法。
（９） 実施態様８に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、脱水素化を含み、前記化学反応体は、エチルベンゼン、エチルトルエン、プロパン、およびブタンからなる群から選択された化合物である、方法。
（１０） 実施態様９に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、エチルベンゼンの前記脱水素化によるスチレンの製造を含む、方法。
【００５３】
（１１） 炭化水素の触媒脱水素化によりオレフィンを製造する方法において、
ａ）複数の加熱ゾーンを含む加熱器で蒸気供給材料流を過熱する工程と、
ｂ）過熱蒸気からの熱を、希釈蒸気および前記炭化水素を含むプロセス流に伝達する工程であって、前記熱は、反応ゾーンにおいて前記炭化水素の少なくとも一部の触媒脱水素化を生じるのに十分であり、前記熱を伝達した後、前記過熱蒸気は、使用済みの蒸気となる、工程と、
ｃ）前記使用済みの流れを、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）前記使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）前記使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を、前記加熱器の第１の加熱ゾーンへ再循環させる工程と、
ｆ）前記第２の部分を、前記加熱器の第２の加熱ゾーンまで、前記加熱器の異なる部分へ再循環させる工程と、
ｇ）前記第２の加熱ゾーンで過熱蒸気を再生成するために前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
ｈ）前記過熱蒸気の少なくとも一部を、前記プロセス流と組み合わせる工程と、
を含む、方法。
（１２） 実施態様１１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程は、前記反応ゾーンと関連する少なくとも１つの熱交換器で実行される、方法。
（１３） 実施態様１１に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気の一部を加圧する工程は、
使用済みの蒸気の前記一部を、サーモコンプレッサーに導入する工程、および、
圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程、
を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
（１４） 実施態様１３に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
（１５） 実施態様１１に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
【００５４】
（１６） 蒸気／油の質量比を有する蒸気とエチルベンゼンとの混合物を、脱水素化反応温度で脱水素化触媒と接触させることにより、反応ゾーンでスチレンを製造する方法において、
前記蒸気／油の質量比を１．０以下まで減少させるように、十分な希釈蒸気をエチルベンゼンと組み合わせる工程、
を含み、
８１５℃未満の温度の過熱蒸気は、前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気を反応温度まで上昇させるように十分な熱を伝達するのに使用され、
前記過熱蒸気の少なくとも一部が、前記エチルベンゼンと組み合わせられて、前記希釈蒸気の少なくとも一部を提供する、方法。
（１７） 実施態様１６に記載の方法において、
前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気への熱伝達により生じる、使用済みの蒸気が、加熱器へ送られて、過熱蒸気を再生成する、方法。
（１８） 実施態様１７に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気は、２つの部分に分割され、少なくとも１つの部分は、サーモコンプレッサーで加圧される、方法。
（１９） エチルベンゼンの触媒脱水素化によりスチレンを製造する方法において、
ａ）少なくとも第１および第２の反応ゾーンを提供する工程であって、各反応ゾーンは、それと関連した、触媒的に有効な量の脱水素化触媒を有する、工程と、
ｂ）複数の加熱ゾーンを有する炉を提供する工程と、
ｃ）約０．５以下の蒸気／油の重量比を有する水とエチルベンゼンとの蒸発混合物を含有する供給材料流を提供する工程と、
ｄ）約１．０以下の蒸気／油の重量比を有する流体流を提供するよう、過熱蒸気の第１の流れと前記供給材料流を組み合わせる工程と、
ｅ）第１の流出物をもたらすため、脱水素化反応条件下で、前記第１の反応ゾーンにおいて前記脱水素化触媒と前記流体流を接触させる工程と、
ｆ）前記第２の反応ゾーンと関連する熱伝達ゾーンで、過熱蒸気の第２の流れからの熱を、前記第１の流出物に伝達する工程であって、前記過熱蒸気の第２の流れは、前記第１の流出物にその熱を伝達した後は、使用済みの蒸気の流れになる、工程と、
ｇ）スチレンを含有する生成物流を提供するよう、脱水素化反応条件下で、前記第２の反応ゾーンにおいて脱水素化触媒と加熱された前記第１の流出物を接触させる工程と、
ｈ）使用済みの蒸気の前記流れを、第１および第２の部分に分割する工程と、
ｉ）使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｊ）前記第２の反応ゾーンと関連する前記熱伝達ゾーンまで上流へ再循環される過熱蒸気の前記第２の流れをもたらすため、前記炉の第１の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を加熱する工程と、
ｋ）過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで、前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
を含む、方法。
（２０） 実施態様１９に記載の方法において、
過熱蒸気の第３の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで加熱される、使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
前記第１の反応ゾーンと関連する加熱ゾーンにおいて、過熱蒸気の前記第３の流れからの熱を、前記流体流に伝達する工程であって、過熱蒸気の前記第３の流れは、前記流体流にその熱を伝達すると、使用済みの蒸気の第２の流れになる、工程と、
供給材料と組み合わせられる過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第３の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の前記第２の流れを加熱する工程と、
をさらに含む、方法。
【００５５】
（２１） 実施態様１９に記載の方法において、
使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する前記工程は、使用済みの蒸気の前記部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
（２２） 実施態様１９に記載の方法において、
前記スチレンを含有する生成物流は、精製スチレンを含有する第１の成分、および、エチルベンゼンを含有する第２の成分に分けられる、方法。
（２３） 実施態様１９に記載の方法において、
前記蒸気／油の比は、約１．１５以下であり、前記過熱蒸気は、約８１５℃以下の温度である、方法。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】化学変換プロセスの、プロセスの流れに感熱を供給する方法の、概略的なフローチャートである。
【図２】エチルベンゼンからスチレンを製造するシステムおよびプロセスの概略的なフローチャートである。
【図２Ａ】エチルベンゼンからスチレンを製造するシステムおよびプロセスの代替的な実施形態の概略的なフローチャートである。
【図３】ＥＢ／ＳＭスプリッターのコンデンサシステムを使用することによる供給材料の蒸発を示す概略的なフローチャートである。
【開示の内容】
【０００１】
〔背景〕
１．発明の分野
本明細書の発明は、化学変換プロセスに感熱を供給する方法に関し、具体的には、オレフィンを製造するプロセスおよびシステムに関し、さらに具体的には、エチルベンゼンを脱水素化する手段によりスチレンを製造するプロセスおよびシステムに関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
エチルベンゼンの触媒脱水素化によりスチレンを製造することは、当技術分野では周知である。典型的には、蒸気およびエチルベンゼンを含有する供給材料（feed）が、約６００℃〜約６５０℃の入口温度で反応器中の触媒と接触して、変換を生じさせる。蒸気は、蒸気過熱器で所定の温度まで加熱される。蒸気は、反応に必要な熱の少なくとも一部を供給し、希釈剤として、スチレンおよび水素の分圧を減少させ、それにより、スチレン製造のため、反応平衡をシフトする。
【０００３】
Sardinaの米国特許第４，６２８，１３６号は、蒸気の存在下でエチルベンゼンからスチレンを製造する脱水素化プロセスを開示している。エチルベンゼンおよび水は、エチルベンゼンまたは水より低い温度で沸騰する共沸混合物を形成する。エチルベンゼン／水供給材料のほとんどは、エチルベンゼン／スチレンスプリッターシステムからの塔頂蒸気（overhead vapor）を濃縮することにより、蒸発する。供給材料流（feed stream）を蒸発させるために使用されるのに必要な蒸気が少なく、エチルベンゼン／スチレンスプリッターの塔頂蒸気を濃縮させるのに必要な冷却水が少ないので、この特徴により、エネルギーが節約される。
【０００４】
蒸気対油の質量比、すなわち、供給材料流（「油」）中に含有される蒸気対エチルベンゼンの、重量ベースでの比率は、エチルベンゼンの脱水素化における重要な要素である。過去には、スチレン製造工場は、１．３〜１．７の、蒸気／油の総重量比で稼働した。改善された触媒により、プロセスは、収量またはエチルベンゼン変換を許容可能に減少させた状態で、約１．０の蒸気／油の重量比で作用することができる。
【０００５】
１．０以下の蒸気／油の総重量比でシステムに適切な量の熱を供給するため、蒸気過熱器の出口の温度は、９５０℃まで、またはそれよりさらに高く、上昇されなければならない。しかしながら、９２７℃超の過熱器温度により、特別で高価な冶金を使用することが必要となる。低い蒸気／油比および低い温度で作動するシステムを有することが、有利となるであろう。
【０００６】
〔概要〕
本発明の実施形態では、少なくとも１つの化学反応体を含有する化学変換プロセス流に熱を与える方法が、本明細書で提供される。この方法は、
（ａ）熱伝達流体を過熱する工程と
（ｂ）過熱された熱伝達流体からプロセス流に熱を伝達する工程と、
（ｃ）熱伝達流体の少なくとも一部を、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
（ｄ）熱伝達流体の第１の部分を加圧する工程と、
（ｅ）熱伝達流体の加圧された第１の部分を過熱工程（ａ）に再循環させる工程と、
（ｆ）熱伝達流体の第２の部分をプロセス流に導入する工程と、を含む。
【０００７】
別の実施形態では、例えば、アルキル化合物（例えば、エタン、プロパン、ブタンなど）およびアルキル芳香族化合物（例えば、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、セルメン（cermene）など）といった、脱水素化を受けることができる分子の少なくとも一部を有する炭化水素を含有する供給材料流の触媒脱水素化によって、オレフィンを製造するプロセスが、本明細書で提供される。このプロセスは、間接的な熱交換により既に加熱されていてよい過熱蒸気から、希釈蒸気および脱水素化され得る炭化水素を含有するプロセス流へと、熱を伝達することを含み、過熱蒸気からの追加の熱は、反応ゾーンで脱水素化され得る炭化水素の少なくとも一部の触媒脱水素化を生じるのに十分であり、熱を伝達した後、過熱蒸気は、使用済みの蒸気になる。使用済みの蒸気は、２つの流れ、すなわち再循環蒸気およびプロセス蒸気に分かれる。再循環蒸気は、サーモコンプレッサーを使用することで加圧される。これは次に駆動蒸気と組み合わせられ、蒸気過熱器内で所定温度まで加熱される。プロセス蒸気は、再加熱されて過熱蒸気を生成し、脱水素反応器に入る前に脱水素化され得る炭化水素を含有する供給材料流と組み合わせられる。最終結果は、反応器内の蒸気／油比を満たすのに必要な蒸気に比べ、より多くの過熱蒸気が熱伝達に利用可能となる。
【０００８】
エチルベンゼンの触媒脱水素化によってスチレンを製造するシステムも提供される。
【０００９】
本明細書に記載されるプロセスおよびシステムは、有利にも、１．０以下の蒸気／油比で作動できると共に、蒸気過熱器炉ならびに伝達ライン（すなわち、蒸気過熱器炉から熱交換器および反応器に過熱蒸気を伝達し、蒸気過熱器に戻す、配管接続）に対する特殊な冶金の必要性を回避するのに十分低い過熱蒸気温度を必要とする。このスキームは、より高い蒸気／油の質量比で使用されてもよい。
【００１０】
さまざまな実施形態が、図面を参照して以下に説明される。
【００１１】
〔好適な実施形態の詳細な説明〕
図１を参照すると、化学変換プロセスのプロセス流に、感熱を提供する方法が示される。この方法は、熱伝達流体を用いる。本明細書に記載する化学変換プロセスに好適な熱伝達流体は、蒸気である。
【００１２】
熱伝達流体流１１が、過熱工程１２で過熱されて、過熱された熱伝達流体１３を生成する。熱は次に、熱伝達工程１４で、過熱された熱伝達流体から、１つまたは複数の反応体化学薬品を含有する化学変換プロセスのプロセス流へ、伝達される。熱伝達工程１４からの流出物は、使用済みの熱伝達流体流１５である。
【００１３】
オプションとして、使用済みの熱伝達流体流１５の一部１６は、引き出されて、他のプロセスに送られ得る。これもオプションとして、使用済みの熱伝達流体流１５の一部１７は、引き出されて、従来の圧力増加工程（図示せず）によって過熱工程１２へ再循環され得る。図１に概略を述べる方法１０は、過熱工程１２および熱伝達工程１４を含む、１つの輪郭線部分（outlined section）Ｎを含む。しかしながら、他の実施形態では、本発明の方法は、当技術分野で既知の任意の方法で組み込まれる２つ以上の輪郭線部分Ｎを含んでもよい。手短に言えば、方法１０は、複数の過熱工程１２および熱伝達工程１４を含むことができる。工程１２および１４は、同じかまたは異なる設備ユニットで反復されてよい。あるいは、方法１０は、輪郭線部分Ｎなしで行われてもよい。
【００１４】
使用済みの熱伝達流体流１５の少なくとも一部が、分割工程１８で、第１の部分１９および第２の部分２２に分割される。第１の部分１９は、工程２０に送られ、ここで、熱伝達流体流が加圧される。加圧工程は、機械的コンプレッサー、または当技術分野で既知の任意の他の手段によって行われることができる。好適なコンプレッサーは、圧縮流体を使用するサーモコンプレッサーである。例えば、高圧圧縮蒸気が、サーモコンプレッサーに導入されて、比較的低い圧力の、使用済みの熱伝達蒸気１５の第１の部分１９を加圧する。圧縮蒸気２１（使用済みの蒸気として導入される蒸気、および圧縮蒸気として導入される蒸気を含む）が、次に、再循環され、過熱工程１２で再加熱される。圧縮蒸気の量は、システムから引き出される蒸気を補うように調節される。
【００１５】
使用済みの熱伝達流体１５の第２の部分２２は、化学変換プロセスのプロセス流Ｃに導入される。オプションとして、熱伝達流体の第２の部分２２は、第２の過熱工程２３で再加熱されてよい。本明細書に記載する方法は、有利なことに、以下に記載するような脱水素化プロセスに利用される。
【００１６】
本発明の脱水素化プロセスは、対応する炭化水素の脱水素化による、オレフィン炭化水素の製造に関する。蒸気が、希釈剤として使用され、吸熱性である脱水素化反応用の熱の一部の供給源（source of part of the heat）を提供する。好ましくは、２つの反応器を使用する。反応器は、代わりに、軸流反応器または半径流反応器または並流反応器であってよい。このような反応器は、当技術分野で既知である。
【００１７】
本明細書のプロセスおよびシステムは、蒸気を希釈剤および熱伝達媒体として利用する任意の脱水素化プロセスに使用され得るが、本明細書に記載されるテクノロジーは、エチルベンゼンからのスチレンの製造に特に有利であり、スチレン製造について本明細書では例示されている。本発明が使用され得る他のプロセスには、エチルトルエンからのビニルトルエンの製造、プロピレンへのプロパンの脱水素化、および１-ブテン、２-ブテン、もしくはブタジエンなどのＣ４化合物へのブタンの脱水素化が含まれる。
【００１８】
弁、配管、インジケーターおよび制御装置などといった、特定の設備が、説明を容易にするため図面から省略されていること、ならびに、そのような設備の適切な設置は当業者の範囲内と考えられることが、理解される。
【００１９】
次に図２を参照すると、脱水素化システム１００の供給材料Ｆは、エチルベンゼンおよび一次蒸気を含む。供給材料の蒸気対油（「Ｓ／Ｏ」）の比率は、共沸組成の供給材料については、約１．０以下、好ましくは約０．４５〜０．５５、さらに好ましくは約０．４９〜約０．５１である。
【００２０】
共沸組成で供給材料を有することの利点は、エチルベンゼン−水の異種共沸混合物が、絶対単位で（absolute）９．２４×１０４Ｐａ（６９３ｍｍＨｇ）の典型的な動作圧力で、約９２℃で沸騰することであり、この温度は、その圧力での、水またはエチルベンゼンの沸点より低い。したがって、供給材料の蒸発が促進される。供給材料の蒸発は、エチルベンゼン／スチレンモノマースプリッター（「ＥＢ／ＳＭスプリッター」）の濃縮システムからの熱伝達により、達成され得る。
【００２１】
次に図３を参照すると、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１は、従来の蒸留カラムであり、この中で、脱水素化システム１００からの未精製スチレン生成物Ｐが、スチレンモノマーに富む流れＳＭと、より軽い成分の、エチルベンゼンＥＢのオーバーヘッド（overhead of ethylbenzene EB）と、低濃度のＳＭと、に分けられる。オーバーヘッドは、エチルベンゼン／水の供給材料混合物を冷却剤として使用することにより、コンデンサＣ−１で部分的に濃縮され、それによって、熱を供給材料Ｆに伝達し、供給材料Ｆを蒸発させる。供給材料の水成分は、プロセス水など、任意の適切な供給源からのものであってよい。下部の流れは、再沸器Ｈ−５を通る再循環流と、スチレンモノマーに富む生成物流ＳＭと、に分けられる。熱の一部を拒絶するために追加のコンデンサがあってもよい。例えば、熱は、冷却水に対して拒絶され得る。
【００２２】
再び図２を参照すると、ほぼ９２℃でコンデンサＣ−１から出てくる供給材料Ｆは、ライン１０１を通って、供給材料流出物交換器Ｅ−１に流れ、供給材料流出物交換器では、供給材料は約５００℃〜約５６０℃に加熱され、ライン１０３を通って流れ、その際、過熱蒸気の流れ１３０と結合する。流れ１３０は、約８００℃〜約８６Ｏ℃の温度であり、そのような割合で供給材料Ｆと混合され、触媒が作業（run）の開始時にあるときに、約６００℃〜約６２０℃の温度を有する反応器Ｒ-１に、反応体プロセス流１０２を提供する。反応器Ｒ−１は、それに関連する熱交換器Ｈ−３を含み、熱は、約８００℃〜約９２Ｏ℃の温度の過熱蒸気の流れ１２６から、反応体流１０２へ伝達される。熱交換器Ｈ−３は、好ましくは対向流熱交換器であり、反応容器Ｒ−１の内側または反応容器Ｒ−１の外側であってよい（不図示）。十分な熱がプロセス流１０２に提供され、エチルベンゼン成分の脱水素化を生じる。典型的には、エチルベンゼンの脱水素化は、約６１０℃〜約６５Ｏ℃の入口温度で行われるが、この範囲外の温度もまた適切であり得る。供給材料への蒸気の追加により、脱水素化反応は、約０．８〜約１．７の範囲、好ましくは１．１５以下、さらに好ましくは０．９０以下の、Ｓ／Ｏ比で、起こり得る。反応器Ｒ−１は、単一の床または多数の床の（single bed or multibed）反応器であってよい。好ましくは、反応器Ｒ−１は、従来の半径流反応器であるが、並流反応器または軸流反応器を、代わりに使用することもできる。触媒的に有効な量の従来の触媒、例えば、酸化鉄をベースとしたもの、を反応器Ｒ−１中で使用することができる。適切な触媒は、当業者に既知である。
【００２３】
加熱されたプロセス流１０４は、好ましくは約６１Ｏ℃〜約６５Ｏ℃の温度で、熱交換器Ｈ−３から出てくる。供給材料のエチルベンゼン成分の少なくとも一部は、反応器Ｒ−１で脱水素化を受けて、スチレンおよび水素を生成する。いくらかスチレンを含有する反応器Ｒ−１の流出物（outflow）１０６は、約５５Ｏ℃〜約５８Ｏ℃の温度で出て、反応器Ｒ−１と同じタイプの第２の反応器Ｒ−２に導入される。プロセス流１０６は、熱交換器Ｈ−４を通過し、ここで、過熱蒸気流１１８によって、約６１０℃〜約６５０℃の反応温度まで加熱される。加熱されたプロセス流１０８は、さらなる反応を受ける。第２の反応器Ｒ−２の流出流１０９を使用して、供給材料流出物交換器Ｅ−１で供給材料Ｆを予熱する。供給材料流出物交換器Ｅ−１からの生成物Ｐは、未精製スチレン、および軽い成分（例えば、水素）をいくらか有する、いくらかの未反応エチルベンゼンを含有し、冷却され、部分的に濃縮され、その後、液体が、さらなる精製のため、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１（図３）に送られる。
【００２４】
主蒸気Ｓが、ライン１１０を通ってシステムに導入され、全体的なＳ／Ｏ比を満たすのに必要な蒸気の量と、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１のコンデンサＣ−１で蒸発する蒸気の量との間の差を作り出す。主蒸気Ｓは、最初は、約１７０℃〜約１９０℃の温度、および、約１０３４．２１〜約１１０３．１６ｋＰａ（約１５０〜約１６０ｐｓｉａ）の圧力である。弁５０が、蒸気の入力を制御する。蒸気は、蒸気過熱器Ｈ−１の対流部分Ｈ−２に位置付けられた対流コイル１１２などの加熱ゾーンを通過し、主蒸気は、約５４０℃〜５６０℃の温度、約８９６．３２ｋＰａ〜約９６５．２７ｋＰａ（約１３０ｐｓｉａ〜約１４０ｐｓｉａ）の圧力で、対流コイル１１２から出て、ライン１１４に入る。主蒸気は次に、サーモコンプレッサーＴ−１に送られ、圧縮蒸気として使用される。サーモコンプレッサーＴ−１は、蒸気ジェットコンプレッサーであり、これは、約１．０〜約２．５、好ましくは約１．６〜約１．８の圧縮比で動作し、低圧蒸気を高圧に引き上げる。サーモコンプレッサーは既知であり、本発明のシステムに使用するのに適切なサーモコンプレッサーは、例えばニュージャージー州ドーバーのFox Valve Development Corp.、およびマサチューセッツ州ウォルサムのArtisan Industries Inc.など、さまざまなサプライヤーから市販されている。
【００２５】
低圧蒸気は、約１３７．９０〜約１７２．３７ｋＰａ（約２０〜２５ｐｓｉａ）で、約５７０℃〜約５９Ｏ℃の温度で、ライン１２２を経由してもたらされる。サーモコンプレッサーＴ−１からの流出物１１６は、約５５０℃〜約５７０℃の温度で、約２７５．７９ｋＰａ〜約３４４．７４ｋＰａ（約４０ｐｓｉａ〜約５０ｐｓｉａ）の圧力である。蒸気は、次に、放射コイル１１７を通って、蒸気過熱器Ｈ−１の３つの部分のうちの１つに導入される。
【００２６】
蒸気過熱器Ｈ−１は、脱水素化反応に十分な熱を提供するのに十分な過熱温度まで、高圧蒸気を加熱する、電気炉、またはガスおよび／もしくは液体燃料を燃やす炉であってよい。本明細書に記載するシステム１００の利点は、蒸気過熱器Ｈ−１が約９２７℃以下、好ましくは９００℃未満、より好ましくは８９０℃未満の温度を有する流出物をもたらすように作動され得ることである。そのような温度で蒸気過熱器を作動させることにより、９２７℃より高い温度で必要とされるような、高価な特別の合金を過熱器Ｈ−１の構築に使用する必要性が回避される。
【００２７】
過熱器Ｈ−１は、好ましくは、３つの部分に分割され、過熱器の放射エリアの３つの管状コイルに適応する。
【００２８】
過熱器からの流出物流１１８は、約８５０℃〜約９００℃の温度、および約１７２．３７ｋＰａ〜約２４１．３２ｋＰａ（約２５ｐｓｉａ〜約３５ｐｓｉａ）の圧力で、蒸気を、反応器Ｒ−２の熱交換器Ｈ−４に運び、それによって、反応器Ｒ−１からの流出物である反応体流１０６に、熱を伝達する。熱交換器Ｈ−４からの蒸気流出物である流れ１２０は、約５７０℃〜約６００℃の温度、および約１６５．４７ｋＰａ〜約１９３．０５ｋＰａ（約２４ｐｓｉａ〜２８ｐｓｉａ）の圧力である。流れ１２０の第１の部分、すなわち流れ１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に再循環して戻され、流れ１２０の第２の部分、すなわち流れ１２４は、蒸気過熱器Ｈ−１の放射コイル１２５まで流れて戻る。ライン１２４を通って流れる蒸気の部分は、放射コイル１２５で加熱され、約８４０℃〜約８６０℃の温度でライン１２６を経由して出てくる。蒸気は次に、反応器Ｒ−１と関連する熱交換器Ｈ−３に運ばれ、そこで、熱を反応体流１０２に伝達する。
【００２９】
蒸気は、約６２Ｏ℃〜約６４０℃の温度で熱交換器Ｈ−３から出て、ライン１２８を経由して蒸気過熱器Ｈ−１に戻り、そこで、放射コイル１２９を通過し、約８４０℃〜約８６０℃の温度および約８２．７４ｋＰａ〜約１０３．４２ｋＰａ（約１２ｐｓｉａ〜約１５ｐｓｉａ）の圧力で、過熱蒸気としてライン１３０を経由して出てくる。ライン１３０を通って流れる蒸気は、その際、ライン１０３からの蒸発した供給材料Ｆと混合され、組み合わせられた流れ１０２は、熱交換器Ｈ−３を通され、反応器Ｒ−１に導入される。
【００３０】
図２Ａを参照すると、代替的なプロセス１００Ａが例示され、このプロセスは、プロセス１００と同様であるが、以下の例外がある：流れ１２４、１２６および１２８が除外されている；反応器Ｒ−１に関連する加熱器Ｈ‐３がない；流れ１３０が直接Ｒ−１に導入される；流れ１２８が流れ１２０から分裂する。
【００３１】
さらに具体的には、エチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する供給材料流Ｆが、前述したように、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１で蒸発する。蒸発および加熱された供給材料流は、ライン１０３を経由して送られ、過熱蒸気流と組み合わせられて、流体流１０２を提供する。この流れは、反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒に接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを生成する。流出物１０６は、反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は、脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階（second stage conversion）を受けて、出口１０９を通って反応器を出るスチレンを含有する流れ１０８を作り出す。流出物流１０９を使用して、供給材料（fees）流出物交換器Ｅ−１で供給材料流Ｆを予熱する。第２の反応器Ｒ−２の流出物流１０９を使用して、供給材料流出物交換器Ｅ−１で供給材料Ｆを予熱する。供給材料流出物交換器Ｅ−１からの生成物Ｐは、未精製スチレン、およびいくらかの軽い成分（例えば、水素）を有するいくらかの未反応エチルベンゼンを含有し、冷却され、部分的に濃縮され、液体は次に、さらなる精製のため、ＥＢ／ＳＭスプリッターＤ−１（図３）に送られる。
【００３２】
過熱蒸気の流れが、ライン１１８を経由して逆流熱交換器Ｈ−４へ循環され、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４からライン１２０を経由して出てくる使用済みの蒸気は、第１の部分１２２と、第２の部分１２８とに分けられる。使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に送られる。流れ１１４の主蒸気Ｓは、サーモコンプレッサーを通して送られ、対流コイル１１２を通じて過熱器Ｈ−１により第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーＴ−１からの流出物１１６は、次に蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８を提供し、この流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００３３】
使用済みの蒸気の第２の部分１２８は、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、コイル１２９により再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は、次に、供給材料流と組み合わせられて、反応器Ｒ−１に送られる。
【００３４】
実施例１
本発明の特徴は、図２に示すシステムの符号を参照する次の予言的実施例（prophetic example）で以下に説明される。
【００３５】
１６２，６４８ｋｇ／時間の供給材料流Ｆを提供する。この供給材料流は、０．４９３のＳ／Ｏ比を有するエチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する。蒸発および加熱された供給材料流１０３は、５４９℃の温度、および７６．５３ｋＰａ（１１．１ｐｓｉａ）の圧力である。供給材料流は、８４９℃および８９．６３ｋＰａ（１３ｐｓｉａ）で、４４，３４３ｋｇ／時間の過熱蒸気（１３０）と組み合わせられて、０．９のＳ／Ｏ比で２０６，９９１ｋｇ／時間の流体流１０２をもたらす。この流れは、逆流熱交換器Ｈ‐３で加熱され、６５０℃および５３．５７ｋＰａ（７．７７ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒に接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを生成する。流出物１０６は、５６０℃および４７．９２ｋＰａ（６．９５ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、６５０℃で反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階を受けて、スチレンを含有する生成物流を作り出す。
【００３６】
８８９℃および２１３．７４ｋＰａ（３１ｐｓｉａ）での、６６，５１１ｋｇ／時間の過熱蒸気の、ライン１１８における流れは、逆流熱交換器Ｈ−４に循環して、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４から出てくる使用済みの蒸気は、２２，１６８ｋｇ／時間の第１の部分１２２と、４４，３４３ｋｇ／時間の第２の部分１２４とに分割される。５８３℃および１６８．９２ｋＰａ（２４．５ｐｓｉａ）の、使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサー（Ｔ−１）に送られる。５４９℃および９０３．２１ｋＰａ（１３１ｐｓｉａ）の、４４，３４３ｋｇ／時間の主蒸気の、ライン１１４における流れは、サーモコンプレッサーを通して送られ、第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーからの６６，５１１ｋｇ／時間の蒸気の流出ライン１１６は、５５９℃および２８０．９６ｋＰａ（４０．７５ｐｓｉａ）であり、これは、１．６６の圧縮比に対応している。流出物１１６は次に、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８を提供し、この流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００３７】
４４，３４３ｋｇ／時間の使用済みの蒸気の第２の部分１２４は、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱される。過熱器からの流出物１２６は、８５０℃および１５３．４１ｋＰａ（２２．２５ｐｓｉａ）で熱交換器Ｈ‐３に送られて、流体流１０２に伝達される熱を提供する。使用済みの蒸気１２８は、６３１℃および１２９．２１ｋＰａ（１８．７４ｐｓｉａ）で熱交換器Ｈ‐３から出て、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、８５０℃の温度まで再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は、次に、供給材料流と組み合わせられて、反応器Ｒ−１へ送られる。
【００３８】
２つの反応器にわたるエチルベンゼンの全体的な変換は、約６２．５％で、約９４．１％のスチレンのモル選択度（molar selectivity）である。
【００３９】
実施例２
本発明の特徴は、図２Ａに示されるシステムの符号を参照する次の予言的実施例で以下に例示される。
【００４０】
１９３，７７５ｋｇ／時間の供給材料流Ｆを提供する。供給材料流は、０．４９３のＳ／Ｏ比を有するエチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する。蒸発および加熱された供給材料流１０３は、５３７℃の温度、および７４．４６ｋＰａ（１０．８ｐｓｉａ）の圧力である。供給材料流は、８９０℃および６８．９５ｋＰａ（１０ｐｓｉａ）で６５，８０３ｋｇ／時間の過熱蒸気１３０と組み合わせられて、１．０のＳ／Ｏ比で、２５９，５７６ｋｇ／時間の流体流１０２を提供する。この流れは、６２Ｏ℃および５６．５４ｋＰａ（８．２ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒に接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを作り出す。流出物１０６は、５３４℃および５０．３３ｋＰａ（７．３ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、６２５℃で反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は、脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階を受けて、スチレンを含有する生成物流を作り出す。
【００４１】
８８７℃および１５８．５８ｋＰａ（２３ｐｓｉａ）の、８４，４３８ｋｇ／時間の過熱蒸気の流れ１１８は、逆流熱交換器Ｈ−４へ循環され、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４から出る使用済みの蒸気は、１８，６３６ｋｇ／時間の第１の部分１２２と、６５，８０２ｋｇ／時間の第２の部分１２８とに分割される。５８１℃および１２１．３５ｋＰａ（１７．６ｐｓｉａ）の使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に送られる。７００℃および９１７．００ｋＰａ（１３３ｐｓｉａ）の、６５，８０２ｋｇ／時間の主蒸気の流れ１１４は、サーモコンプレッサーを通して送られ、第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーからの８４，４３８ｋｇ／時間の蒸気の流出物１１６は、６７３℃および２１１．６７ｋＰａ（３０．７ｐｓｉａ）で、これは１．７の圧縮比に対応する。流出物１１６は次に、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８をもたらし、流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００４２】
６５，８０２ｋｇ／時間の使用済みの蒸気の第２の部分１２８は、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、８９０℃の温度まで再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は、次に、供給材料流と組み合わせられて、反応器Ｒ−１へ送られる。
【００４３】
２つの反応器にわたるエチルベンゼンの全体的な変換は、約６２．５％であり、９４．３％のスチレンのモル選択度である。
【００４４】
実施例３
本発明の特徴は、図２に示すシステムの符号を参照する次の予言的実施例において、以下に説明される。
【００４５】
１５９，２２６ｋｇ／時間の供給材料流Ｆを提供する。供給材料流は、０．４９３のＳ／Ｏ比を有するエチルベンゼンと水との蒸発共沸混合物を含有する。蒸発および加熱された供給材料流１０３は、５３１℃の温度、および７３．０８ｋＰａ（１０．６ｐｓｉａ）の圧力である。供給材料流は、８５２℃および７０．３３ｋＰａ（１０．２ｐｓｉａ）で７０，０８７ｋｇ／時間の過熱蒸気１３０と組み合わせられて、１．１５のＳ／Ｏ比で２２９，３１２ｋｇ／時間の流体流１０４をもたらす。この流れは、６２１℃および５５．１６ｋＰａ（８．０ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１の第１の反応ゾーンに入り、ここで、脱水素化触媒と接触し、第１の変換段階を受けて、少なくともいくらかのスチレンを生成する。流出物１０６は、５４Ｏ℃および４８．９５ｋＰａ（７．１ｐｓｉａ）で反応器Ｒ−１から出て、逆流熱交換器Ｈ−４で加熱され、６２６℃で反応器Ｒ−２の第２の反応ゾーンに入る。流体流は、脱水素化触媒と接触し、第２の変換段階受けて、スチレンを含有する生成物流を作り出す。
【００４６】
７９４℃および１４４．７９ｋＰａ（２１ｐｓｉａ）の、１０６，６４６ｋｇ／時間の過熱蒸気の流れ１１８は、逆流熱交換器Ｈ−４に循環され、流出物流１０６に伝達される熱を提供する。熱交換器Ｈ−４から出る使用済みの蒸気は、３６，５６０ｋｇ／時間の第１の部分１２２と、７０，０８７ｋｇ／時間の第２の部分１２８とに分割される。５８７℃および１２２．７３ｋＰａ（１７．８ｐｓｉａ）の、使用済みの蒸気の第１の部分１２２は、サーモコンプレッサーＴ−１に送られる。７００℃および９１７．００ｋＰａ（１３３ｐｓｉａ）の、７０，０８６ｋｇ／時間の主蒸気の流れ１１４は、サーモコンプレッサーを通して送られて、第１の部分１２２を加圧する。サーモコンプレッサーからの１０６，６４６ｋｇ／時間の蒸気の流出物１１６は、６６１℃および２１１．６７ｋＰａ（３０．７ｐｓｉａ）であり、これは、１．７の圧縮比に対応する。流出物１１６は次に、蒸気過熱器Ｈ−１で加熱されて、流れ１１８をもたらし、流れ１１８は、循環して熱交換器Ｈ−４に戻る。
【００４７】
７０，０８７ｋｇ／時間の使用済みの蒸気の第２の部分１２８は、蒸気過熱器Ｈ−１に送られ、ここで、８５２℃の温度まで再加熱される。蒸気過熱器から出る過熱蒸気１３０は次に、供給材料流Ｆと組み合わせられ、反応器Ｒ−１に送られる。
【００４８】
２つの反応器にわたるエチルベンゼンの全体的な変換は、約６２．６％で、約９４．９％のスチレンのモル選択度である。
【００４９】
実施例３は、実施例２より高い蒸気消費量を有する。しかしながら、実施例３では、流れ１１８は、触媒が作業の終わりにあっても、８１５℃を下回る。したがって、このラインの構成材料は、Ａｌｌｏｙ８００Ｈなどの、いくつかのより高価な材料の代わりに、３０４Ｈステンレス鋼であってよい。実施例３では、Ａｌｌｏｙ８００Ｈを使用した配管の現在の総コストは、約９００，０００ドルである。対照的に、３０４Ｈステンレス鋼を使用した現在の総コストは、２３０，０００ドルである。実施例３の新規なフロースキームを利用することによって、配管材料のみの正味の節約額は、６７０，０００ドルになる。
【００５０】
前述の説明は、多くの細目を含むが、これらの細目は、発明の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、単に、発明の好適な実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、請求項により定められる本発明の範囲および主旨内で、多くの他の可能性を構想するであろう。
【００５１】
〔実施の態様〕
（１） 少なくとも１つの化学反応体を含む化学変換プロセス流に熱を提供する方法において、
ａ）熱伝達流体を過熱する工程と、
ｂ）過熱された前記熱伝達流体からプロセス流へ熱を伝達する工程と、
ｃ）前記熱伝達流体の少なくとも一部を、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）熱伝達流体の加圧された前記第１の部分を過熱工程（ａ）に再循環させる工程と、
ｆ）前記熱伝達流体の前記第２の部分を前記プロセス流に導入する工程と、
を含む、方法。
（２） 実施態様１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程（ｂ）の後、かつ前記分割する工程（ｃ）の前に、前記熱伝達流体の少なくとも第３の部分を取り除く工程、
をさらに含む、方法。
（３） 実施態様１に記載の方法において、
前記再循環させる工程は、複数回、行われる、方法。
（４） 実施態様１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
（５） 実施態様１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
【００５２】
（６） 実施態様１に記載の方法において、
前記熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程（ｄ）は、熱伝達流体の前記第１の部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮流体を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮流体は、熱伝達流体の前記第１の部分より圧力が高い、方法。
（７） 実施態様６に記載の方法において、
前記熱伝達流体および圧縮流体は、蒸気である、方法。
（８） 実施態様１に記載の方法において、
前記熱伝達流体は、蒸気である、方法。
（９） 実施態様８に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、脱水素化を含み、前記化学反応体は、エチルベンゼン、エチルトルエン、プロパン、およびブタンからなる群から選択された化合物である、方法。
（１０） 実施態様９に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、エチルベンゼンの前記脱水素化によるスチレンの製造を含む、方法。
【００５３】
（１１） 炭化水素の触媒脱水素化によりオレフィンを製造する方法において、
ａ）複数の加熱ゾーンを含む加熱器で蒸気供給材料流を過熱する工程と、
ｂ）過熱蒸気からの熱を、希釈蒸気および前記炭化水素を含むプロセス流に伝達する工程であって、前記熱は、反応ゾーンにおいて前記炭化水素の少なくとも一部の触媒脱水素化を生じるのに十分であり、前記熱を伝達した後、前記過熱蒸気は、使用済みの蒸気となる、工程と、
ｃ）前記使用済みの流れを、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）前記使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）前記使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を、前記加熱器の第１の加熱ゾーンへ再循環させる工程と、
ｆ）前記第２の部分を、前記加熱器の第２の加熱ゾーンまで、前記加熱器の異なる部分へ再循環させる工程と、
ｇ）前記第２の加熱ゾーンで過熱蒸気を再生成するために前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
ｈ）前記過熱蒸気の少なくとも一部を、前記プロセス流と組み合わせる工程と、
を含む、方法。
（１２） 実施態様１１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程は、前記反応ゾーンと関連する少なくとも１つの熱交換器で実行される、方法。
（１３） 実施態様１１に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気の一部を加圧する工程は、
使用済みの蒸気の前記一部を、サーモコンプレッサーに導入する工程、および、
圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程、
を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
（１４） 実施態様１３に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
（１５） 実施態様１１に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
【００５４】
（１６） 蒸気／油の質量比を有する蒸気とエチルベンゼンとの混合物を、脱水素化反応温度で脱水素化触媒と接触させることにより、反応ゾーンでスチレンを製造する方法において、
前記蒸気／油の質量比を１．０以下まで減少させるように、十分な希釈蒸気をエチルベンゼンと組み合わせる工程、
を含み、
８１５℃未満の温度の過熱蒸気は、前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気を反応温度まで上昇させるように十分な熱を伝達するのに使用され、
前記過熱蒸気の少なくとも一部が、前記エチルベンゼンと組み合わせられて、前記希釈蒸気の少なくとも一部を提供する、方法。
（１７） 実施態様１６に記載の方法において、
前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気への熱伝達により生じる、使用済みの蒸気が、加熱器へ送られて、過熱蒸気を再生成する、方法。
（１８） 実施態様１７に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気は、２つの部分に分割され、少なくとも１つの部分は、サーモコンプレッサーで加圧される、方法。
（１９） エチルベンゼンの触媒脱水素化によりスチレンを製造する方法において、
ａ）少なくとも第１および第２の反応ゾーンを提供する工程であって、各反応ゾーンは、それと関連した、触媒的に有効な量の脱水素化触媒を有する、工程と、
ｂ）複数の加熱ゾーンを有する炉を提供する工程と、
ｃ）約０．５以下の蒸気／油の重量比を有する水とエチルベンゼンとの蒸発混合物を含有する供給材料流を提供する工程と、
ｄ）約１．０以下の蒸気／油の重量比を有する流体流を提供するよう、過熱蒸気の第１の流れと前記供給材料流を組み合わせる工程と、
ｅ）第１の流出物をもたらすため、脱水素化反応条件下で、前記第１の反応ゾーンにおいて前記脱水素化触媒と前記流体流を接触させる工程と、
ｆ）前記第２の反応ゾーンと関連する熱伝達ゾーンで、過熱蒸気の第２の流れからの熱を、前記第１の流出物に伝達する工程であって、前記過熱蒸気の第２の流れは、前記第１の流出物にその熱を伝達した後は、使用済みの蒸気の流れになる、工程と、
ｇ）スチレンを含有する生成物流を提供するよう、脱水素化反応条件下で、前記第２の反応ゾーンにおいて脱水素化触媒と加熱された前記第１の流出物を接触させる工程と、
ｈ）使用済みの蒸気の前記流れを、第１および第２の部分に分割する工程と、
ｉ）使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｊ）前記第２の反応ゾーンと関連する前記熱伝達ゾーンまで上流へ再循環される過熱蒸気の前記第２の流れをもたらすため、前記炉の第１の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を加熱する工程と、
ｋ）過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで、前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
を含む、方法。
（２０） 実施態様１９に記載の方法において、
過熱蒸気の第３の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで加熱される、使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
前記第１の反応ゾーンと関連する加熱ゾーンにおいて、過熱蒸気の前記第３の流れからの熱を、前記流体流に伝達する工程であって、過熱蒸気の前記第３の流れは、前記流体流にその熱を伝達すると、使用済みの蒸気の第２の流れになる、工程と、
供給材料と組み合わせられる過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第３の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の前記第２の流れを加熱する工程と、
をさらに含む、方法。
【００５５】
（２１） 実施態様１９に記載の方法において、
使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する前記工程は、使用済みの蒸気の前記部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
（２２） 実施態様１９に記載の方法において、
前記スチレンを含有する生成物流は、精製スチレンを含有する第１の成分、および、エチルベンゼンを含有する第２の成分に分けられる、方法。
（２３） 実施態様１９に記載の方法において、
前記蒸気／油の比は、約１．１５以下であり、前記過熱蒸気は、約８１５℃以下の温度である、方法。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】化学変換プロセスの、プロセスの流れに感熱を供給する方法の、概略的なフローチャートである。
【図２】エチルベンゼンからスチレンを製造するシステムおよびプロセスの概略的なフローチャートである。
【図２Ａ】エチルベンゼンからスチレンを製造するシステムおよびプロセスの代替的な実施形態の概略的なフローチャートである。
【図３】ＥＢ／ＳＭスプリッターのコンデンサシステムを使用することによる供給材料の蒸発を示す概略的なフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの化学反応体を含む化学変換プロセス流に熱を提供する方法において、
ａ）熱伝達流体を過熱する工程と、
ｂ）過熱された前記熱伝達流体からプロセス流へ熱を伝達する工程と、
ｃ）前記熱伝達流体の少なくとも一部を、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）熱伝達流体の加圧された前記第１の部分を過熱工程（ａ）に再循環させる工程と、
ｆ）前記熱伝達流体の前記第２の部分を前記プロセス流に導入する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程（ｂ）の後、かつ前記分割する工程（ｃ）の前に、前記熱伝達流体の少なくとも第３の部分を取り除く工程、
をさらに含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記再循環させる工程は、複数回、行われる、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
前記熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程（ｄ）は、熱伝達流体の前記第１の部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮流体を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮流体は、熱伝達流体の前記第１の部分より圧力が高い、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記熱伝達流体および圧縮流体は、蒸気である、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記熱伝達流体は、蒸気である、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、脱水素化を含み、前記化学反応体は、エチルベンゼン、エチルトルエン、プロパン、およびブタンからなる群から選択された化合物である、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、エチルベンゼンの前記脱水素化によるスチレンの製造を含む、方法。
【請求項１１】
炭化水素の触媒脱水素化によりオレフィンを製造する方法において、
ａ）複数の加熱ゾーンを含む加熱器で蒸気供給材料流を過熱する工程と、
ｂ）過熱蒸気からの熱を、希釈蒸気および前記炭化水素を含むプロセス流に伝達する工程であって、前記熱は、反応ゾーンにおいて前記炭化水素の少なくとも一部の触媒脱水素化を生じるのに十分であり、前記熱を伝達した後、前記過熱蒸気は、使用済みの蒸気となる、工程と、
ｃ）前記使用済みの流れを、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）前記使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）前記使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を、前記加熱器の第１の加熱ゾーンへ再循環させる工程と、
ｆ）前記第２の部分を、前記加熱器の第２の加熱ゾーンまで、前記加熱器の異なる部分へ再循環させる工程と、
ｇ）前記第２の加熱ゾーンで過熱蒸気を再生成するために前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
ｈ）前記過熱蒸気の少なくとも一部を、前記プロセス流と組み合わせる工程と、
を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程は、前記反応ゾーンと関連する少なくとも１つの熱交換器で実行される、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気の一部を加圧する工程は、
使用済みの蒸気の前記一部を、サーモコンプレッサーに導入する工程、および、
圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程、
を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
【請求項１６】
蒸気／油の質量比を有する蒸気とエチルベンゼンとの混合物を、脱水素化反応温度で脱水素化触媒と接触させることにより、反応ゾーンでスチレンを製造する方法において、
前記蒸気／油の質量比を１．０以下まで減少させるように、十分な希釈蒸気をエチルベンゼンと組み合わせる工程、
を含み、
８１５℃未満の温度の過熱蒸気は、前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気を反応温度まで上昇させるように十分な熱を伝達するのに使用され、
前記過熱蒸気の少なくとも一部が、前記エチルベンゼンと組み合わせられて、前記希釈蒸気の少なくとも一部を提供する、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気への熱伝達により生じる、使用済みの蒸気が、加熱器へ送られて、過熱蒸気を再生成する、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気は、２つの部分に分割され、少なくとも１つの部分は、サーモコンプレッサーで加圧される、方法。
【請求項１９】
エチルベンゼンの触媒脱水素化によりスチレンを製造する方法において、
ａ）少なくとも第１および第２の反応ゾーンを提供する工程であって、各反応ゾーンは、それと関連した、触媒的に有効な量の脱水素化触媒を有する、工程と、
ｂ）複数の加熱ゾーンを有する炉を提供する工程と、
ｃ）約０．５以下の蒸気／油の重量比を有する水とエチルベンゼンとの蒸発混合物を含有する供給材料流を提供する工程と、
ｄ）約１．０以下の蒸気／油の重量比を有する流体流を提供するよう、過熱蒸気の第１の流れと前記供給材料流を組み合わせる工程と、
ｅ）第１の流出物をもたらすため、脱水素化反応条件下で、前記第１の反応ゾーンにおいて前記脱水素化触媒と前記流体流を接触させる工程と、
ｆ）前記第２の反応ゾーンと関連する熱伝達ゾーンで、過熱蒸気の第２の流れからの熱を、前記第１の流出物に伝達する工程であって、前記過熱蒸気の第２の流れは、前記第１の流出物にその熱を伝達した後は、使用済みの蒸気の流れになる、工程と、
ｇ）スチレンを含有する生成物流を提供するよう、脱水素化反応条件下で、前記第２の反応ゾーンにおいて脱水素化触媒と加熱された前記第１の流出物を接触させる工程と、
ｈ）使用済みの蒸気の前記流れを、第１および第２の部分に分割する工程と、
ｉ）使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｊ）前記第２の反応ゾーンと関連する前記熱伝達ゾーンまで上流へ再循環される過熱蒸気の前記第２の流れをもたらすため、前記炉の第１の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を加熱する工程と、
ｋ）過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで、前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
過熱蒸気の第３の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで加熱される、使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
前記第１の反応ゾーンと関連する加熱ゾーンにおいて、過熱蒸気の前記第３の流れからの熱を、前記流体流に伝達する工程であって、過熱蒸気の前記第３の流れは、前記流体流にその熱を伝達すると、使用済みの蒸気の第２の流れになる、工程と、
供給材料と組み合わせられる過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第３の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の前記第２の流れを加熱する工程と、
をさらに含む、方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法において、
使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する前記工程は、使用済みの蒸気の前記部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法において、
前記スチレンを含有する生成物流は、精製スチレンを含有する第１の成分、および、エチルベンゼンを含有する第２の成分に分けられる、方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の方法において、
前記蒸気／油の比は、約１．１５以下であり、前記過熱蒸気は、約８１５℃以下の温度である、方法。
【請求項１】
少なくとも１つの化学反応体を含む化学変換プロセス流に熱を提供する方法において、
ａ）熱伝達流体を過熱する工程と、
ｂ）過熱された前記熱伝達流体からプロセス流へ熱を伝達する工程と、
ｃ）前記熱伝達流体の少なくとも一部を、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）熱伝達流体の加圧された前記第１の部分を過熱工程（ａ）に再循環させる工程と、
ｆ）前記熱伝達流体の前記第２の部分を前記プロセス流に導入する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程（ｂ）の後、かつ前記分割する工程（ｃ）の前に、前記熱伝達流体の少なくとも第３の部分を取り除く工程、
をさらに含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記再循環させる工程は、複数回、行われる、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
工程（ｆ）の前に熱伝達流体の前記第２の部分を過熱する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
前記熱伝達流体の前記第１の部分を加圧する工程（ｄ）は、熱伝達流体の前記第１の部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮流体を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮流体は、熱伝達流体の前記第１の部分より圧力が高い、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記熱伝達流体および圧縮流体は、蒸気である、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記熱伝達流体は、蒸気である、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、脱水素化を含み、前記化学反応体は、エチルベンゼン、エチルトルエン、プロパン、およびブタンからなる群から選択された化合物である、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記化学変換プロセスは、エチルベンゼンの前記脱水素化によるスチレンの製造を含む、方法。
【請求項１１】
炭化水素の触媒脱水素化によりオレフィンを製造する方法において、
ａ）複数の加熱ゾーンを含む加熱器で蒸気供給材料流を過熱する工程と、
ｂ）過熱蒸気からの熱を、希釈蒸気および前記炭化水素を含むプロセス流に伝達する工程であって、前記熱は、反応ゾーンにおいて前記炭化水素の少なくとも一部の触媒脱水素化を生じるのに十分であり、前記熱を伝達した後、前記過熱蒸気は、使用済みの蒸気となる、工程と、
ｃ）前記使用済みの流れを、第１の部分および第２の部分に分割する工程と、
ｄ）前記使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｅ）前記使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を、前記加熱器の第１の加熱ゾーンへ再循環させる工程と、
ｆ）前記第２の部分を、前記加熱器の第２の加熱ゾーンまで、前記加熱器の異なる部分へ再循環させる工程と、
ｇ）前記第２の加熱ゾーンで過熱蒸気を再生成するために前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
ｈ）前記過熱蒸気の少なくとも一部を、前記プロセス流と組み合わせる工程と、
を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記熱を伝達する工程は、前記反応ゾーンと関連する少なくとも１つの熱交換器で実行される、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気の一部を加圧する工程は、
使用済みの蒸気の前記一部を、サーモコンプレッサーに導入する工程、および、
圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程、
を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法において、
製造される前記オレフィンは、スチレンであり、前記炭化水素は、エチルベンゼンである、方法。
【請求項１６】
蒸気／油の質量比を有する蒸気とエチルベンゼンとの混合物を、脱水素化反応温度で脱水素化触媒と接触させることにより、反応ゾーンでスチレンを製造する方法において、
前記蒸気／油の質量比を１．０以下まで減少させるように、十分な希釈蒸気をエチルベンゼンと組み合わせる工程、
を含み、
８１５℃未満の温度の過熱蒸気は、前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気を反応温度まで上昇させるように十分な熱を伝達するのに使用され、
前記過熱蒸気の少なくとも一部が、前記エチルベンゼンと組み合わせられて、前記希釈蒸気の少なくとも一部を提供する、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記エチルベンゼンおよび希釈蒸気への熱伝達により生じる、使用済みの蒸気が、加熱器へ送られて、過熱蒸気を再生成する、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
前記使用済みの蒸気は、２つの部分に分割され、少なくとも１つの部分は、サーモコンプレッサーで加圧される、方法。
【請求項１９】
エチルベンゼンの触媒脱水素化によりスチレンを製造する方法において、
ａ）少なくとも第１および第２の反応ゾーンを提供する工程であって、各反応ゾーンは、それと関連した、触媒的に有効な量の脱水素化触媒を有する、工程と、
ｂ）複数の加熱ゾーンを有する炉を提供する工程と、
ｃ）約０．５以下の蒸気／油の重量比を有する水とエチルベンゼンとの蒸発混合物を含有する供給材料流を提供する工程と、
ｄ）約１．０以下の蒸気／油の重量比を有する流体流を提供するよう、過熱蒸気の第１の流れと前記供給材料流を組み合わせる工程と、
ｅ）第１の流出物をもたらすため、脱水素化反応条件下で、前記第１の反応ゾーンにおいて前記脱水素化触媒と前記流体流を接触させる工程と、
ｆ）前記第２の反応ゾーンと関連する熱伝達ゾーンで、過熱蒸気の第２の流れからの熱を、前記第１の流出物に伝達する工程であって、前記過熱蒸気の第２の流れは、前記第１の流出物にその熱を伝達した後は、使用済みの蒸気の流れになる、工程と、
ｇ）スチレンを含有する生成物流を提供するよう、脱水素化反応条件下で、前記第２の反応ゾーンにおいて脱水素化触媒と加熱された前記第１の流出物を接触させる工程と、
ｈ）使用済みの蒸気の前記流れを、第１および第２の部分に分割する工程と、
ｉ）使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する工程と、
ｊ）前記第２の反応ゾーンと関連する前記熱伝達ゾーンまで上流へ再循環される過熱蒸気の前記第２の流れをもたらすため、前記炉の第１の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の加圧された前記第１の部分を加熱する工程と、
ｋ）過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで、前記使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
過熱蒸気の第３の流れをもたらすため、前記炉の第２の加熱ゾーンで加熱される、使用済みの蒸気の前記第２の部分を加熱する工程と、
前記第１の反応ゾーンと関連する加熱ゾーンにおいて、過熱蒸気の前記第３の流れからの熱を、前記流体流に伝達する工程であって、過熱蒸気の前記第３の流れは、前記流体流にその熱を伝達すると、使用済みの蒸気の第２の流れになる、工程と、
供給材料と組み合わせられる過熱蒸気の前記第１の流れをもたらすため、前記炉の第３の加熱ゾーンで、使用済みの蒸気の前記第２の流れを加熱する工程と、
をさらに含む、方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法において、
使用済みの蒸気の前記第１の部分を加圧する前記工程は、使用済みの蒸気の前記部分をサーモコンプレッサーに導入する工程、および圧縮蒸気を前記サーモコンプレッサーに導入する工程を含み、前記圧縮蒸気は、前記使用済みの蒸気より圧力が高い、方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法において、
前記スチレンを含有する生成物流は、精製スチレンを含有する第１の成分、および、エチルベンゼンを含有する第２の成分に分けられる、方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の方法において、
前記蒸気／油の比は、約１．１５以下であり、前記過熱蒸気は、約８１５℃以下の温度である、方法。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５２０８８１（Ｐ２０１２−５２０８８１Ａ）
【公表日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５００８４０（Ｐ２０１２−５００８４０）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２６９１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０７６５１
【国際公開日】平成２２年９月２３日（２０１０．９．２３）
【出願人】（５０９３１７８７４）ラムス テクノロジー インコーポレイテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】ＬＵＭＭＵＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】１５１５ Ｂｒｏａｄ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ ０７００３−３０９６（ＵＳ）．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２６９１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０７６５１
【国際公開日】平成２２年９月２３日（２０１０．９．２３）
【出願人】（５０９３１７８７４）ラムス テクノロジー インコーポレイテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】ＬＵＭＭＵＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】１５１５ Ｂｒｏａｄ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ ０７００３−３０９６（ＵＳ）．
【Ｆターム（参考）】
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