[Feb. 17, 2005] Integrating a Methanol to Olefin Reaction System With a Steam Cracking System

7/23/2019 [Feb. 17, 2005] Integrating a Methanol to Olefin Reaction System With a Steam Cracking System

1/27

US 20050038304A1

1 2 ) Patent

Application Publication

1 0 ) P u b . N o . : US 2 0 0 5 / 0 0 3 8 3 0 4

A 1

1 9 ) United S t a t e s

Van Egmond e t a l .

4 3 ) P u b .

D a t e : F e b . 1 7 ,

2005

5 4 )

INTEGRATING

A METHANOLTO OLEFIN

REACTION SYSTEM WITH A STEAM

CRACKING

SYSTEM

7 6 ) I n v e n t o r s :

Cor

.

Van Egmond, P a s a d e n a ,

TX

U S ) ; D a v i d

J o n D u h o n ,

K i n g W o o d ,

TX U S ) ;

J a i m e s

S h e r , H o u s t o n ,

TX

U s )

C o r r e s p o n d e n c e A d d r e s s :

EXXONMOBIL CHEMICAL COMPANY

5200

BAYWAY

DRIVE

PO.

BOX

149

BAYTOWN,

TX

7 5 2 2 - 2 1 4 9 U S )

2 1 ) A p p l .

N o . :

1 0 / 6 4 2 , 0 7 4

2 2 ) F i l e d :

A u g .

1 5 , 2 0 0 3

P u b l i c a t i o n C l a s s i ? c a t i o n

(51) I n t . Cl? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c07c 1/00

5 2 )

US. C l .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

585/324; 422/131; 422/188

5 7 )

ABSTRACT

The p r e s e n t i n v e n t i o n

p r o v i d e s

a n i n t e g r a t e d

s y s t e m

f o r

p r o d u c i n g e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e f r o m a n o X y g e n a t e t o

o l e ? n (OTO) r e a c t i o n s y s t e m a n d a s t e a m c r a c k i n g s y s t e m .

I n a

p r e f e r r e d

embodiment, a t

l e a s t

a p o r t i o n

o f

a n e f f l u e n t

s t r e a m

from

a steam c r a c k i n g

f u r n a c e i s

combined

With

a t

l e a s t

a p o r t i o n

o f

an e f f l u e n t

stream

from an OTO e a c t i o n

s y s t e m . P r e f e r a b l y t h e combined e f ? u e n t s t r e a m

i s

p r o

c e s s e d by o n e o r more

q u e n c h

u n i t s , c o m p r e s s i o n u n i t s ,

a n d / o r f r a c t i o n a t i o n c o l u m n s .

By

i n t e g r a t i n g

a

s t e a m c r a c k

i n g s y s t e m

W i t h a n

OTO e a c t i o n s y s t e m , e q u i p m e n t c o u n t

c a n b e r e d u c e d

a t

a s i g n i ? c a n t commercial s a v i n g s . Com

p r e s s o r

e f ? c i e n c y p e r

p o u n d

o f

e t h y l e n e

a n d p r o p y l e n e c a n

a l s o be a d v a n t a g e o u s l y i n c r e a s e d

o v e r c o n v e n t i o n a l

steam

c r a c k i n g

s y s t e m s .

M o r e o v e r , t h e a m o u n t o f

p o l l u t a n t s

p r o

d u c e d p e r p o u n d o f e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e p r o d u c e d

c a n

b e

s i g n i ? c a n t l y

r e d u c e d

o v e r

t h e

amount

f

p o l l u t a n t s

p r o d u c e d

p e r pound

o f

e t h y l e n e

a n d p r o p y l e n e p r o d u c e d

i n

a s t e a m

c r a c k i n g s y s t e m .


2/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n F e b .

1 7 ,

2 0 0 5 S h e e t 1

0 f

5 US 2 0 0 5 / 0 0 3 8 3 0 4 A 1

1 3


3/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n F e b . 1 7 , 2 0 0 5 S h e e t 2

0 f

5 US 2 0 0 5 / 0 0 3 8 3 0 4 A 1

2 7

HI

2 7 2

2 6 6

2 5 3

2 5 2

A

2 5

2 4 9

Fl

2 0 0


4/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n F e b . 1 7 , 2 0 0 5 S h e e t 3 0 f 5 US 2 0 0 5 / 0 0 3 8 3 0 4 A 1

co v

0 0

pm

co

co co

o f :

co

m

|\

co

m

3 4 9

M


5/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n F e b . 1 7 , 2 0 0 5 S h e e t 4

0 f

5 US 2 0 0 5 / 0 0 3 8 3 0 4 A 1

3 6

CO

I .

4 3 7

4 4 9


6/27

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n F e b .

1 7 ,

2 0 0 5 S h e e t 5

0 f

5 US 2 0 0 5 / 0 0 3 8 3 0 4 A 1

m m m


7/27

US 2005/0038304

A 1

INTEGRATING A METHANOL

TO OLEFIN

REACTION SYSTEM WITH

A

STEAM CRACKING

SYSTEM

FIELD

OF

THE

INVENTION

[ 0 0 0 1 ]

T h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n r e l a t e s t o i n t e g r a t e d s y s t e m s

f o r p r o d u c i n g

e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e . M o r e

p a r t i c u l a r l y , t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o i n t e g r a t i n g a methanol o o l e ? n

r e a c t i o n

s y s t e m W i t h a

s t e a m


BACKGROUND OF THE

INVENTION

[ 0 0 0 2 ] L i g h t o l e ? n s u c h h a s e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e a r e

i m p o r t a n t c o m m o d i t y p e t r o c h e m i c a l s u s e f u l

i n

a v a r i e t y o f

p r o c e s s e s

f o r making p l a s t i c s a n d o t h e r c h e m i c a l com

p o u n d s . E t h y l e n e i s

u s e d

t o make v a r i o u s

p o l y e t h y l e n e

p l a s t i c s , a n d

i n

m a k i n g

o t h e r c h e m i c a l s v i n y l c h l o r i d e ,

e t h y l e n e o X i d e , e t h y l b e n Z e n e a n d a l c o h o l . P r o p y l e n e i s u s e d

t o

make

a r i o u s p o l y p r o p y l e n e

p l a s t i c s ,

a n d i n m a k i n g o t h e r

c h e m i c a l s

s u c h a s

a c r y l o n i t r i l e

a n d

p r o p y l e n e

o X i d e .

[ 0 0 0 3 ]

The

p e t r o c h e m i c a l i n d u s t r y h a s knoWn f o r some

t i m e t h a t o X y g e n a t e s , e s p e c i a l l y a l c o h o l s , a r e c o n v e r t i b l e

i n t o

l i g h t

o l e ? n s . T h e p r e f e r r e d

c o n v e r s i o n p r o c e s s i s g e n

e r a l l y

r e f e r r e d t o a s

a n

o X y g e n a t e t o o l e ? n (OTO)

r e a c t i o n

p r o c e s s . When

m e t h a n o l

i s t h e

o X y g e n a t e ,

t h e p r o c e s s i s

s p e c i ? c a l l y

r e f e r r e d t o

a s

a methanol t o ole?n (MTO)

r e a c t i o n p r o c e s s . Methanol

s

a p a r t i c u l a r l y p r e f e r r e d oXy

g e n a t e

f o r t h e s y n t h e s i s o f e t h y l e n e a n d / o r p r o p y l e n e . S p e

c i ? c a l l y , i n a n

OTO

e a c t i o n

p r o c e s s ,

a n oXygenate

c o n t a c t s

a

m o l e c u l a r

s i e v e

c a t a l y s t c o m p o s i t i o n

u n d e r

t h e c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

c o n v e r t

a t l e a s t

a

p o r t i o n

o f

t h e

oXygenate

t o

l i g h t

o l e ? n s .

[ 0 0 0 4 ] T r a d i t i o n a l l y , e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e h a s

b e e n

p r o d u c e d

on a commercial s c a l e

t h r o u g h

s t e a m c r a c k i n g . I n

s t e a m

c r a c k i n g ,

h y d r o c a r b o n s

a r e

t h e r m a l l y c r a c k e d

i n

t h e

p r e s e n c e o f

s t e a m t o p r o d u c e d l i g h t e r

p r o d u c t s ,

p a r t i c u l a r l y

e t h y l e n e

a n d p r o p y l e n e . T y p i c a l s t e a m c r a c k i n g f e e d s t o c k s

r a n g e

f r o m g a s e o u s

p a r a f ? n s t o

n a p h t h a

a n d

g a s o i l s . S p e

c i ? c a l l y , i n s t e a m c r a c k i n g , t h e h y d r o c a r b o n s

a r e

p y r o l y Z e d

i n

t h e p r e s e n c e o f

steam i n

t u b u l a r m e t a l

c o i l s

W i t h i n

f u r n a c e s .

Steam

a c t s a s a

d i l u e n t and t h e hydrocarbon c r a c k s

t o p r o d u c e o l e ? n s ,

d i o l e ? n s ,

a n d o t h e r b y p r o d u c t s . T y p i c a l

s t e a m

c r a c k i n g p r o c e s s e s

a r e d e s c r i b e d , f o r

e X a m p l e , i n

US.

P a t . N o s . 3 , 3 6 5 , 3 8 7 a n d 4 , 0 6 1 , 5 6 2 ,

t h e

e n t i r e t i e s o f Which

a r e

i n c o r p o r a t e d

h e r e i n

b y r e f e r e n c e .

[ 0 0 0 5 ]

I n

s t e a m

c r a c k i n g ,

t h e h y d r o c a r b o n

f e e d s t o c k

i s n o t

o n l y c o n v e r t e d t o e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e b u t a l s o f o r m s

many

loW a l u e o r o t h e r W i s e u n d e s i r a b l e b y p r o d u c t s .

These

u n d e s i r a b l e

b y p r o d u c t s

a d d l o a d s t o e X i s t i n g p r o c e s s e q u i p

m e n t . L i g h t p r o d u c t s

s u c h

s

h y d r o g e n

a n d

m e t h a n e

a d d

l o a d s

t o

t h e

c o m p r e s s i o n a n d

r e f r i g e r a t i o n t r a i n s . H e a v i e r

p r o d u c t s

s u c h a s g a s o l i n e ,

g a s

o i l s a n d

f u e l

o i l s

a d d

l o a d s t o

e f f l u e n t

q u e n c h

s y s t e m s . T h e s e a d d e d l o a d s l i m i t t h e a b i l i t y

f o r

t h e p r o c e s s i n g

e q u i p m e n t i n a s t e a m

c r a c k i n g s y s t e m

t o

r e c o v e r

a d d i t i o n a l

e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e p r o d u c t i o n .

T h a t

i s ,

i n

s t e a m c r a c k i n g s y s t e m s, t h e

a d d i t i o n a l l o a d s c r e a t e d b y

p r o c e s s i n g u n d e s i r e d b y p r o d u c t s

l i m i t s

t h e

amount o f

e t h

y l e n e a n d

p r o p y l e n e

t h a t c a n b e

p r o d u c e d . T h u s ,

t h e

n e e d

e X i s t s f o r a p r o c e s s a n d s y s t e m t h a t

c a n

improve

p r o d u c t i o n

o f

e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e W i t h o u t

a d d i n g

e x c e s s i v e l o a d s

t o

e X i s t i n g c o m p r e s s i on a n d f r a c t i o n a t i o n

e q u i p m e n t .

[ 0 0 0 6 ] A n a d d i t i o n a l p r o b l e m

a s s o c i a t e d

W i t h

s t e a m

c r a c k i n g s y s t e m s i s t h a t a s a d d i t i o n a l c r a c k i n g f u r n a c e s a r e

F e b .

1 7 ,

2 0 0 5

added

t o

a s t e a m

c r a c k i n g

s y s t e m

t o

p r o d u c e

more

l i g h t

o l e ? n s , a i r p o l l u t a n t p r o d u c t i o n ,


NOX

a n d

g r e e n h o u s e

g a s

p r o d u c t i o n e . g . ,

CO2

r o d u c t i o n )

i n c r e a s e s .

T h u s , t h e n e e d a l s o e X i s t s f o r r e d u c i n g t h e amount o f a i r

p o l l u t a n t s

p r o d u c e d

p e r

p o u n d

o f e t h y l e n e

a n d p r o p y l e n e

i n

a

s t e a m


SUMMARY

OF

THE

INVENTION

[ 0 0 0 7 ] T h e p r e s e n t i n v e n t i o n p r o v i d e s

f o r

t h e

i n t e g r a t i o n

o f

a n o X y g e n a t e t o o l e ? n (OTO)

r e a c t i o n

s y s t e m W i t h

a

s t e a m

c r a c k i n g s y s t e m.

I n

a p r e f e r r e d

e m b o d i m e n t ,

a t l e a s t

a

p o r t i o n o f an

e f f l u e n t

stream from

a

steam

c r a c k i n g f u r n a c e

i s

combined With

t l e a s t a p o r t i o n

o f an

e f f l u e n t stream from

a n

OTO

e a c t i o n s y s t e m . P r e f e r a b l y ,

t h e combined

e f f l u e n t

s t r e a m i s p r o c e s s e d by o n e o r

more

quench n i t s , compres

s i o n u n i t s , a n d / o r f r a c t i o n a t i o n c o l u m n s . By i n t e g r a t i n g a

s t e a m c r a c k i n g s y s t e m W i t h a n OTO e a c t i o n s y s t e m , e qu i p

ment count can be reduced a t a s i g n i ? c a n t

commercial

s a v i n g s . A d d i t i o n a l l y , t h e a m o u n t

o f

p o l l u t a n t s p r o d u c e d

p e r

p o u n d

o f e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e

p r o d u c e d

c a n b e

s i g n i ?

c a n t l y r e d u c e d o v e r

t h e

amount o f

p o l l u t a n t s

p r o d u c e d p e r

p o u n d

o f

e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e p r o d u c e d i n a

s t e a m

c r a c k i n g

s y s t e m .

[ 0 0 0 8 ] I n

one

embodiment,

t h e

i n v e n t i o n

i s t o

a

p r o c e s s

f o r

f o r m i n g l i g h t o l e ? n s . I n t h e p r o c e s s , h y d r o c a r b o n s

c o n t a c t steam i n a c r a c k i n g f u r n a c e under

? r s t

c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

to

form a ? r s t e f f l u e n t s t r e a m c o n t a i n i n g f u e l

o i l ,

g a s o i l ,

g a s o l i n e

a n d l i g h t

o l e ? n s .

S i m u l t a n e o u s l y ,

m e t h a n o l

c o n t a c t s

a

molecular s i e v e

c a t a l y s t

i n

a

methanol-to-ole?n

r e a c t o r under second c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

form a

second

e f f l u e n t s t r e a m c o n t a i n i n g l i g h t o l e ? n s , C4+


and W a t e r . At

l e a s t

a p o r t i o n o f

t h e

? r s t e f f l u e n t

s t r e a m

and

a t l e a s t a p o r t i o n

o f

t h e second e f f l u e n t stream a r e combined

t o

form

a combined

s t r e a m .

The combined stream

c o n t a c t s

a

quench

medium

n a

quench

n i t

u n d e r

c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o form a quench overhead

s t r e a m

and a quench

bottoms

s t r e a m ,

W h e r e i n

t h e

quench o v e r h e a d s t r e a m c o n t a i n s a t

l e a s t

a

m a j o r i t y

o f

t h e l i g h t

o l e ? n s t h a t Were

p r e s e n t i n t h e

combined s t r e a m ,

a n d W h e r e i n

t h e

quench b o t t o m s

s t r e a m

c o n t a i n s

a t l e a s t

a p o r t i o n o f

t h e

W a t e r

and condensed

c o m p o n e n t s . At l e a s t a p o r t i o n o f

t h e q u e n c h

o v e r h e a d

s t r e a m i s f r a c t i o n a t e d t o form a l i g h t o l e ? n s p r o d u c t s t r e a m

and one

o r

more C 4 + hydrocarbon s t r e a m s , Wherein h e l i g h t

o l e ? n s

p r o d u c t s t r e a m

c o n t a i n s

a

m a j o r i t y

o f t h e

l i g h t o l e ? n s

t h a t Were p r e s e n t i n t h e a t l e a s t a p o r t i o n o f t h e quench

o v e r h e a d

s t r e a m .

T h e l i g h t o l e ? n s p r o d u c t s t r e a m o p t i o n a l l y

c o n t a i n s

a t l e a s t 5 0 , a t l e a s t 7 5

o r a t

l e a s t 90 W e i g h t

p e r c e n t

l i g h t

o l e ? n s , b a s e d

o n t h e t o t a l

W e i g h t o f

t h e l i g h t o l e ? n s

p r o d u c t s t r e a m .

[ 0 0 0 9 ]

I n

a n o t h e r e m b o d i m e n t ,


c o n t a c t

steam i n a


under

? r s t c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o form a

? r s t

e f f l u e n t s t r e a m c o n t a i n i n g

f u e l

o i l , g a s o i l ,

g a s o l i n e a n d

l i g h t

o l e ? n s .

The

? r s t e f f l u e n t s t r e a m i s s e p a

r a t e d

i n t o a l i g h t ole?ns-containing

stream

and one

o r

more

h e a v y h y d r o c a r b o n s t r e a m s , W h e r e i n t h e l i g h t o l e ? n s - c o n

t a i n i n g s t r e a m c o n t a i n s a t l e a s t a m a j o r i t y

o f


t h a t

Were r e s e n t i n t h e ? r s t

e f f l u e n t

s t r e a m .


methanol c o n t a c t s

a

molecular

s i e v e c a t a l y s t i n a

methanol

t o - o l e ? n

r e a c t o r

under second c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

form a

s e c o n d

e f f l u e n t s t r e a m

c o n t a i n i n g

l i g h t o l e ? n s , C4+

h y d r o

c a r b o n s

a n d W a t e r . At l e a s t a

p o r t i o n

o f t h e

l i g h t

o l e ? n s

c o n t a i n i n g

s t r e a m

a n d

a t l e a s t

a p o r t i o n o f

t h e

s e c o n d

e f f l u e n t

stream

a r e combined t o form a combined

stream.


8/27

US 2005/0038304

A 1

The

combined

t r e a m

c o n t a c t s a quench medium n a quench

u n i t u n d e r c o n d i t i o n s e f f e c t i v e t o form a quench overhead

s t r e a m a n d

a

q u e n c h

b o t t o m s

s t r e a m ,

W h e r e i n

t h e

quench

o v e r h e a d s t r e a m

c o n t a i n s

a t

l e a s t

a m a j o r i t y o f t h e l i g h t

o l e ? n s

t h a t

Were

p r e s e n t

i n

t h e

combined

s t r e a m ,

and

Wherein t h e quench bottoms

s t r e a m

c o n t a i n s a t

l e a s t

a

p o r t i o n o f t h e

W a t e r

a n d condensed c o m p o n e n t s . At l e a s t a

p o r t i o n

o f

t h e

q u e n c h o v e r h e a d

s t r e a m i s

f r a c t i o n a t e d

t o

form a

l i g h t ole?ns product stream

and

one

o r more

C 4 +

h y d r o c a r b o n s t r e a m s , W h e r e i n t h e l i g h t o l e ? n s p r o d u c t

s t r e a m c o n t a i n s

a

m a j o r i t y o f t h e l i g h t o l e ? n s

t h a t Were

p r e s e n t

i n

t h e a t l e a s t

a

p o r t i o n o f t h e q u e n c h o v e r h e a d

stream.

[ 0 0 1 0 ] I n

a n o t h e r


t h e

s t e a m c r a c k i n g a n d

OTO r e a c t i o n s y s t e m s a r e

i n t e g r a t e d

a f t e r p r o d u c t

q u e n c h

i n g . I n t h i s embodiment, h y d r o c a r b o n s c o n t a c t

s t e a m i n a

c r a c k i n g

f u r n a c e

under


e f f e c t i v e

t o form

a

? r s t e f ? u e n t

s t r e a m

c o n t a i n i n g f u e l o i l , g a s o i l , g a s o l i n e ,

W a t e r

a n d

l i g h t

o l e ? n s .

The ? r s t e f ? u e n t

s t r e a m

i s s e p a r a t e d

i n t o a l i g h t

o l e ? n s - c o n t a i n i n g stream

and one

o r

more

heavy

h y d r o c a r b o n

s t r e a m s , W h e r e i n t h e l i g h t

o l e ? n s - c o n t a i n i n g

s t r e a m

c o n t a i n s a t

l e a s t

a m a j o r i t y o f


t h a t

Were p r e s e n t

i n t h e ? r s t

e f f l u e n t s t r e a m . At

l e a s t

a p o r t i o n

o f

t h e l i g h t o l e ? n s - c o n t a i n i n g s t r e a m

c o n t a c t s a ? r s t q u e n c h

medium i n

a ? r s t quench u n i t u n d e r s e c o n d c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o form

a

? r s t

quench

overhead stream and

a

? r s t

q u e n c h b o t t o m s s t r e a m , W h e r e i n

t h e ? r s t

q u e n c h

o v e r h e a d

s t r e a m

c o n t a i n s

a t l e a s t a m a j o r i t y

o f

t h e l i g h t o l e ? n s t h a t

W e r e

p r e s e n t i n t h e a t l e a s t

a

p o r t i o n o f t h e l i g h t o l e ? n s

c o n t a i n i n g s t r e a m ,

a n d W h e r e i n t h e ? r s t

q u e n c h

b o t t o m s

s t r e a m

c o n t a i n s

? r s t

condensed

components and

a t l e a s t a

m a j o r i t y

o f t h e W a t e r

t h a t

Was r e s e n t i n t h e a t l e a s t

a

p o r t i o n

o f

t h e l i g h t

o l e ? n s - c o n t a i n i n g

s t r e a m .


methanol c o n t a c t s a

molecular

s i e v e

c a t a l y s t

i n a methanol

t o - o l e ? n r e a c t o r under t h i r d c o n d i t i o n s e f f e c t i v e

t o

form a

s e c o n d

e f ? u e n t

s t r e a m

c o n t a i n i n g

W a t e r a n d l i g h t o l e ? n s .

At

l e a s t

a

p o r t i o n o f

t h e

second

e f ? u e n t

stream

c o n t a c t s a

s e c o n d q u e n c h

medium

n a s e c o n d q u e n c h u n i t u n d e r f o u r t h

c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

to

form a second quench overhead

s t r e a m a n d

a

second

quench

bottoms s t r e a m , Wherein t h e

s e c o n d quench o v e r h e a d s t r e a m

c o n t a i n s

a t l e a s t a

m a j o r i t y

o f

t h e l i g h t o l e ? n s t h a t

Were

p r e s e n t i n t h e a t l e a s t

a p o r t i o n

o f

t h e

s e c o n d e f ? u e n t

s t r e a m ,

a n d W h e r e i n

t h e

s e c o n d

quench

b o t t o m s s t r e a m

c o n t a i n s

s e c o n d

c o n d e n s e d compo

n e n t s and

t

l e a s t a m a j o r i t y o f t h e Water

t h a t

Was p r e s e n t i n

t h e

a t l e a s t a


second e f f l u e n t s t r e a m . At l e a s t

a

p o r t i o n o f t h e ? r s t quench o v e r h e a d

s t r e a m

i s combined

W i t h

a t

l e a s t

a

p o r t i o n

o f t h e s e c o n d quench o v e r h e a d s t r e a m

t o

form a

combined s t r e a m .

At

l e a s t

a


combined s t r e a m i s compressed t o

form

a compressed

s t r e a m ,

a n d

a t

l e a s t

a

p o r t i o n o f

t h e

compressed

s t r e a m

i s

f r a c t i o n a t e d t o form a

l i g h t

o l e ? n s p r o d u c t s t r e a m

and one

o r more C4+ h y d r o c a r b o n s t r e a m s , W h e r e i n t h e l i g h t o l e ? n s

p r o d u c t s t r e am c o n t a i n s

a

m a j o r i t y

o f t h e

l i g h t o l e ? n s t h a t

Were p r e s e n t

i n t h e compressed s t r e a m .

[ 0 0 1 1 ] I n a n o t h e r e m b o d i m e n t , t h e s t e a m c r a c k i n g a n d

OTO e a c t i o n s y s t e m s a r e i n t e g r a t e d a f t e r e f ? u e n t compres

s i o n .

I n t h i s

embodiment, h y d r o c a r b o n s

c o n t a c t

s t e a m i n

a


under


e f f e c t i v e

t o

form a

? r s t e f f l u e n t s t r e a m

c o n t a i n i n g

f u e l o i l , g a s o i l , g a s o l i n e a n d

l i g h t o l e ? n s . The ? r s t e f f l u e n t s t r e a m i s s e p a r a t e d i n t o a l i g h t

o l e ? n s - c o n t a i n i n g s t r e a m

and one

o r more heavy h y d r o c a r

bon s t r e a m s , W h e r e i n

t h e

l i g h t o l e ? n s - c o n t a i n i n g s t r e a m

c o n t a i n s

a t

l e a s t a m a j o r i t y

o f

t h e l i g h t o l e ? n s t h a t Were

F e b .

1 7 ,

2 0 0 5

p r e s e n t

i n

t h e ? r s t e f ? u e n t s t r e a m . At l e a s t a p o r t i o n o f t h e

l i g h t o l e ? n s - c o n t a i n i n g s t r e a m c o n t a c t s a ? r s t

q u e n c h

medium

i n

a

? r s t

quench u n i t u n d e r s e c o n d c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

form a ? r s t quench

overhead s t r e a m and

a

? r s t

q u e n c h b o t t o m s

s t r e a m ,

W h e r e i n

t h e ? r s t


s t r e a m

c o n t a i n s

a t l e a s t a

m a j o r i t y

o f t h e l i g h t o l e ? n s t h a t

Were p r e s e n t

i n t h e

a t

l e a s t

a p o r t i o n o f

t h e l i g h t

o l e ? n s

c o n t a i n i n g

s t r e a m , a n d W h e r e i n

t h e

? r s t

q u e n c h

b o t t o m s

s t r e a m c o n t a i n s ? r s t condensed components and

a t

l e a s t

a

m a j o r i t y

o f t h e W a t e r t h a t Was r e s e n t i n t h e

a t

l e a s t

a

p o r t i o n

o f t h e l i g h t o l e ? n s - c o n t a i n i n g s t r e a m . At e a s t a p o r t i o n o f

t h e ? r s t quench

o v e r h e a d

s t r e a m

i s compressed

t o form a

? r s t c o m p r e s s e d

s t r e a m . S i m u l t a n e o u s l y ,

m e t h a n o l

c o n t a c t s

a

molecular

s i e v e c a t a l y s t

i n

a

methanol-to-ole?n

r e a c t o r

under t h i r d c o n d i t i o n s e f f e c t i v e

t o

form a second e f f l u e n t

s t r e a m

c o n t a i n i n g W a t e r a n d

l i g h t o l e ? n s .

At e a s t

a p o r t i o n

o f t h e

second

e f ? u e n t s t r e a m c o n t a c t s a second quench

medium i n a s e c o n d quench u n i t

u n d e r

f o u r t h

c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

form a second quench

overhead

stream and a

s e c o n d

q u e n c h

b o t t o m s

s t r e a m ,

W h e r e i n t h e s e c o n d

q u e n c h

o v e r h e a d s t r e a m

c o n t a i n s a t

l e a s t

a m a j o r i t y o f

t h e l i g h t

o l e ? n s t h a t Were p r e s e n t

i n

t h e

a t l e a s t

a p o r t i o n

o f

t h e

s e c o n d e f f l u e n t s t r e a m , a n d W h e r e i n

t h e

s e c o n d q u e n c h

b o t t o m s s t r e a m

c o n t a i n s

s e c o n d condensed components a n d

a t l e a s t a

m a j o r i t y

o f t h e

Water

h a t Was r e s e n t i n t h e a t l e a s t

a


second

e f ? u e n t

s t r e a m . At l e a s t

a

p o r t i o n o f

t h e s e c o n d quench o v e r h e a d s t r e a m

i s

compressed t o form a

s e c o n d

compressed

s t r e a m .

At l e a s t

a

p o r t i o n

o f

t h e ? r s t

compressed s t r e a m and a t l e a s t a p o r t i o n o f t h e s e c o n d

compressed stream a r e combined t o form a combined

s t r e a m ,

and a t

l e a s t

a

p o r t i o n o f

t h e

combined s t r e a m

i s

f r a c t i o n a t e d t o form a l i g h t

o l e ? n s p r o d u c t s t r e a m

and one

o r

more

C4+ h y d r o c a r b o n s t r e a m s , W h e r e i n t h e l i g h t o l e ? n s

p r o d u c t s tr e a m c o n t a i n s

a

m a j o r i t y

o f t h e

l i g h t o l e ? n s t h a t

Were

p r e s e n t i n t h e combined s t r e a m .

[ 0 0 1 2 ]

The

i n v e n t i o n i s a l s o

d i r e c t e d

t o

i n t e g r a t e d

s y s t e m s

f o r f o r m i n g l i g h t

o l e ? n s . I n

o n e e m b o d i m e n t , t h e s y s t e m

comprises

a

steam


having one

o r more

i n l e t s f o r

r e c e i v i n g

h y d r o c a r b o n s a n d

s t e a m ,

a n d a ? r s t

o u t l e t l i n e f o r c a r r y i n g a ? r s t p r o d u c t s t r e a m . The s y s t e m

a l s o i n c l u d e s

a

methanol t o o l e ? n c o n v e r s i o n u n i t h a v i n g

one o r

more

i n l e t s

f o r

r e c e i v i n g a

methanol-containing

f e e d s t o c k ,

and

a

s e c o n d

o u t l e t

l i n e f o r c a r r y i n g

a

s e c o n d

p r o d u c t s t r e a m .

A u e n c h u n i t

i s i n

? u i d c o m m u n i c a t i o n

W i t h t h e ? r s t

o u t l e t

l i n e a n d t h e s e c o n d o u t l e t l i n e , W h e r e i n

t h e quench u n i t i n c l u d e s a n o v e r h e a d l i n e ,

a

c o n d e n s a t e l i n e

a n d

a

pumparound

s t r e a m , W h e r e i n

t h e pumparound s t r e a m

i s

a r r a n g e d t o d e l i v e r

condensed

components

from

a

l o W e r

r e g i o n o f t h e q u e n c h u n i t t o a n u p p e r r e g i o n

o f

t h e q u e n c h

u n i t . A compressor i s a l s o

i n c l u d e d

h a v i n g

a

compressor

i n l e t

and

a

compressor

o u t l e t ,

Wherein

t h e

compressor

n l e t

i s

i n

? u i d

communication W i t h t h e o v e r h e a d l i n e . The

s y s t e m a l s o i n c l u d e s a f r a c t i o n a t i o n s y s t e m h a v i n g a f r a c

t i o n a t o r

i n l e t , a l i g h t ole?n o u t l e t l i n e and one o r more C 4 +

h y d r o c a r b o n o u t l e t l i n e s ,

W h e r e i n t h e f r a c t i o n a t o r

i n l e t

i s i n

? u i d

communication

W i t h t h e c o m p r e s s o r

o u t l e t .

[ 0 0 1 3 ] I n a n o t h e r embodiment, t h e

i n v e n t i o n

i s

t o a

s y s

t e m f o r

f o r m i n g

l i g h t

o l e ? n s ,

t h e

s y s t e m

i n c l u d i n g a

s t e a m


h a v i n g one o r more

i n l e t s

f o r r e c e i v i n g


s t e a m ,

a n d a ? r s t o u t l e t

l i n e

f o r

c a r r y i n g

a ? r s t

p r o d u c t

s t r e a m . The system a l s o

i n c l u d e s

a ? r s t

q u e n c h u n i t

i n

? u i d c o m m u n i c a t i o n W i t h t h e ? r s t

o u t l e t

l i n e ,

W h e r e i n

t h e ? r s t quench u n i t i n c l u d e s a ? r s t o v e r h e a d l i n e ,

a

? r s t

c o n d e n s a t e

l i n e and

a

? r s t

pumparound s t r e a m ,


9/27

US 2005/0038304

A 1

w h e r e i n t h e ? r s t

pumparound

s t r e a m

i s

a r r a n g e d t o d e l i v e r

? r s t

c o n d e n s e d

components from a ? r s t l o W e r r e g i o n o f t h e

? r s t

q u e n c h

u n i t

t o

a ? r s t u p p e r

r e g i o n o f

t h e ? r s t q u e n c h

u n i t .

A l s o , t h e

s y s t e m c o m p r i s e s

a methanol

t o

o l e ? n con

v e r s i o n

u n i t

having

one

o r

more

i n l e t s f o r

r e c e i v i n g

a

m e t h a n o l - c o n t a i n i n g

f e e d s t o c k , a n d a

s e c o n d o u t l e t

l i n e f o r

c a r r y i n g

a s e c o n d

p r o d u c t s t r e a m . A

e c o n d q u e n c h u n i t i s

i n ? u i d c o m m u n i c a t i o n W i t h t h e s e c o n d

o u t l e t

l i n e ,

W h e r e i n

t h e

s e c o n d

quench u n i t i n c l u d e s a

s e c o n d o v e r h e a d

l i n e , a

s e c o n d c o n d e n s a t e l i n e a n d a s e c o n d pumparound

s t r e a m ,


pumparound

s t r e a m i s a r r a n g e d t o

d e l i v e r second

condensed

components from a second l o W e r

r e g i o n o f

t h e s e c o n d

q u e n c h

u n i t t o a s e c o n d u p p e r

r e g i o n o f

t h e

s e c o n d

q u e n c h

u n i t .

A o m p r e s s o r i s a l s o p r o v i d e d

h a v i n g a

compressor

n l e t and a

compressor

o u t l e t ,

Wherein

t h e c o m p r e s s o r i n l e t

i s i n ? u i d

communication

W i t h

t h e ? r s t

o v e r h e a d

l i n e

a n d t h e s e c o n d o v e r h e a d l i n e . The s y s t e m

a l s o

i n c l u d e s

a

f r a c t i o n a t i o n

system

having

a f r a c t i o n a t o r i n l e t , a

l i g h t

ole?n

o u t l e t l i n e and one

o r more

C 4 + hydrocarbon

o u t l e t

l i n e s ,

Wherein

t h e f r a c t i o n a t o r

i n l e t

i s

i n

? u i d

com

m u n i c a t i o n W i t h

t h e c o m p r e s s o r o u t l e t .

[ 0 0 1 4 ] I n

a n o t h e r e m b o d i m e n t ,

t h e s y s t e m c o m p r i s e s a

steam c r a c k i n g f u r n a c e having one o r more i n l e t s

f o r

r e c e i v

i n g


s t e a m , a n d

a

? r s t

o u t l e t

l i n e

f o r

c a r r y i n g a ? r s t p r o d u c t s t r e a m . A r s t

q u e n c h

u n i t i s

p r o

v i d e d

i n

? u i d c o m m u n i c a t i o n

W i t h t h e ? r s t o u t l e t l i n e ,

W h e r e i n

t h e ? r s t quench u n i t i n c l u d e s a ? r s t

o v e r h e a d

l i n e ,

a

? r s t c o n d e n s a t e l i n e a n d

a

? r s t

pumparound s t r e a m ,

W h e r e i n t h e ? r s t pumparound s t r e a m i s a r r a n g e d t o

d e l i v e r

? r s t

c o n d e n s e d

components from a ? r s t l o W e r r e g i o n o f t h e

? r s t q u e n c h

u n i t

t o a ? r s t

u p p e r

r e g i o n o f t h e ? r s t

q u e n c h

u n i t . A r s t compressor h a v i n g

a

? r s t compressor i n l e t and

a

? r s t

c o m p r e s s o r o u t l e t

i s

a l s o p r o v i d e d , W h e r e i n

t h e ? r s t

c o m p r e s s o r

i n l e t

i s i n ? u i d communication W i t h t h e ? r s t

overhead

i n e . The system

a l s o

i n c l u d e s

a methanol t o

ole?n

conversion

u n i t

having one

o r

more i n l e t s

f o r r e c e i v i n g a

m e t h a n o l - c o n t a i n i n g

f e e d s t o c k ,

a n d

a

s e c o n d o u t l e t

l i n e f o r

c a r r y i n g a s e c o n d p r o d u c t s t r e a m . A e c o n d

q u e n c h u n i t i s

i n ? u i d c o m m u n i c a t i o n W i t h t h e s e c o n d

o u t l e t

l i n e ,

W h e r e i n

t h e

s e c o n d quench

u n i t i n c l u d e s a

s e c o n d o v e r h e a d

l i n e , a

s e c o n d

c o n d e n s a t e l i n e

a n d

a

s e c o n d pumparound s t r e a m ,


pumparound

s t r e a m i s a r r a n g e d

t o

d e l i v e r

second

condensed

components from a second l o W e r

r e g i o n

o f

t h e s e c o n d q u e n c h

u n i t t o

a s e c o n d u p p e r r e g i o n

o f

t h e

s e c o n d

quench u n i t . A l s o ,

t h e

i n v e n t i o n i n c l u d e s a

second compressor having a second compressor i n l e t

and

a

s e c o n d c o m p r e s s o r

o u t l e t , W h e r e i n t h e

s e c o n d c o m p r e s s o r

i n l e t

i s i n ? u i d communication W i t h t h e s e c o n d o v e r h e a d

l i n e .

The

s y s t e m a l s o i n c l u d e s a f r a c t i o n a t i o n s y s t e m

h a v i n g

a f r a c t i o n a t o r

i n l e t ,

a l i g h t

ole?n

o u t l e t

l i n e

and one

o r

more

C4+


o u t l e t l i n e s ,

W h e r e i n

t h e f r a c t i o n a t o r i n l e t

i s

i n

? u i d

communication W i t h t h e ? r s t c o m p r e s s o r o u t l e t

a n d t h e s e c o n d c o m p r e s s o r o u t l e t .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[ 0 0 1 5 ] T h i s i n v e n t i o n W i l l

b e

b e t t e r u n d e r s t o o d b y r e f e r

e n c e t o t h e d e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f t h e i n v e n t i o n

When

t a k e n

t o g e t h e r W i t h t h e a t t a c h e d

d r a W i n g s ,

W h e r e i n :

[ 0 0 1 6 ]

FIG.

1 i l l u s t r a t e s a s t r e a m

c r a c k i n g s y s t e m ;

[ 0 0 1 7 ]

FIG.

2

i l l u s t r a t e s

a n o X y g e n a t e

t o

o l e ? n r e a c t i o n

s y s t e m ;

F e b .

1 7 ,

2 0 0 5

[ 0 0 1 8 ] FIG. 3 i l l u s t r a t e s

a n

i n t e g r a t e d s t e a m c r a c k i n g

a n d

o X y g e n a t e t o o l e ? n r e a c t i o n s y s t e m , W h e r e i n t h e i n t e g r a t e d

s y s t e m s h a r e s a quench n i t , a c o m p r e s s i o n u n i t , a n d one o r

more s e p a r a t i o n u n i t s ;

[ 0 0 1 9 ]

FIG.

4 i l l u s t r a t e s a n i n t e g r a t e d s t e a m c r a c k i n g

s y s t e m a n d

o X y g e n a t e

t o

o l e ? n

r e a c t i o n

s y s t e m , W h e r e i n

t h e

i n t e g r a t e d

system s h a r e s

a

compression n i t and one o r

more

s e p a r a t i o n

u n i t s ; a n d

[ 0 0 2 0 ]

FIG.

5 i l l u s t r a t e s a n i n t e g r a t e d s t e a m c r a c k i n g

s y s t e m a n d

o X y g e n a t e

t o

o l e ? n

r e a c t i o n

s y s t e m , W h e r e i n

t h e

i n t e g r a t e d

system

s h a r e s

one

o r more s e p a r a t i o n

u n i t s .

DETAILED DESCRIPTION OF THE

INVENTION

[ 0 0 2 1 ] I n t r o d u c t i o n

[ 0 0 2 2 ]

The

p r e s e n t i n v e n t i o n

p r o v i d e s a n i n t e g r a t e d

r e a c

t i o n

s y s t e m

f o r p r o d u c i n g

e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e . S p e c i ?

c a l l y ,

t h e

i n t e g r a t e d

s y s t e m a c c o r d i n g

t o

t h e

p r e s e n t

i n v e n

t i o n combines a n e f f l u e n t

from

a

steam

c r a c k i n g

system

i t h

a n e f f l u e n t from

a n

oXygenate t o ole?n (OTO) r e a c t i o n

s y s t e m ,

p r e f e r a b l y a m e t h a n o l t o

o l e ? n

(MTO)

r e a c t i o n

s y s t e m . By

combining

e f f l u e n t s t r e a m s from a s t e a m c r a c k

i n g s y s t e m a n d

a n

OTO e a c t i o n

s y s t e m ,

e q u i p m e n t c o u n t

i n

t h e i n t e g r a t e d

s y s t e m

c a n

b e

a d v a n t a g e o u s l y m i n i m i Z e d .

A l s o , c o m p r e s s o r e f ? c i e n c y

p e r p o u n d

o f

e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e p r o d u c e d

c a n

b e a d v a n t a g e o u s l y i n c r e a s e d o v e r

c o m p r e s s o r

s y s t e m s i n c o n v e n t i o n a l

s t e a m

c r a c k i n g s y s

t e m s .

A d d i t i o n a l l y ,

t h e

a m o u n t

o f p o l l u t a n t s p r o d u c e d p e r

p o u n d o f

e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e p r o d u c e d c a n

b e

s i g n i ?

c a n t l y

l o W e r

t h a n i n a

c o n v e n t i o n a l

s t e a m

c r a c k i n g s y s t e m.

[ 0 0 2 3 ] S t e a m

C r a c k i n g S y s t e m s

[ 0 0 2 4 ]

T h e

b u l k

o f e t h y l e n e

c o n s u m e d

i n

t h e

p r o d u c t i o n

o f

v a r i o u s

p l a s t i c s a n d p e t r o c h e m i c a l s

s u c h

a s p o l y e t h y l e n e

i s p r o d u c e d

b y t h e r m a l l y c r a c k i n g h i g h e r m o l e c u l a r

W e i g h t

h y d r o c a r b o n s i n a f e e d s t r e a m .

Steam

i s u s u a l l y admiXed

W i t h t h e f e e d s t r e a m

t h a t i s

d i r e c t e d t o t h e c r a c k i n g

r e a c t o r

t o r e d u c e

t h e

h y d r o c a r b o n p a r t i a l p r e s s u r e a n d

t h e r e b y

e n h a n c e

o l e ? n y i e l d . The

p r e s e n c e

o f s t e a m a l s o

r e d u c e s

t h e

f o r m a t i o n a n d d e p o s i t i o n o f c a r b o n a c e o u s m a t e r i a l i n

t h e

c r a c k i n g r e a c t o r s .

The

p r o c e s s

i s

t h e r e f o r e o f t e n r e f e r r e d

t o

a s

steam

c r a c k i n g o r p y r o l y s i s. The f e e d s t o c k t h a t

i s

f e d

t o

a steam

c r a c k i n g

u n i t can

be

q u i t e d i v e r s e and

can be

chosen

f r o m a v a r i e t y o f p e t r o l e u m

f r a c t i o n s .

[ 0 0 2 5 ]

The

f e e d s t r e a m o r f e e d s t o c k

t h a t i s d i r e c t e d t o a

s t e a m c r a c k i n g

u n i t

p r e f e r a b l y h a s a

b o i l i n g

p o i n t r a n g e

f a l l i n g

W i t h i n

t h e n a p h t h a

b o i l i n g

p o i n t

r a n g e o f a b o u t

3 6

C .

t o

a b o u t 1 9 5

C .

N a p h t h a

i s

a

g a s o l i n e r a n g e b o i l i n g


h a v i n g

a

c a r b o n r a n g e o f

C5 t o C 1 2 . O p t i o n

a l l y , t h e f e e d

s t r e a m

t h a t i s d i r e c t e d t o t h e


u n i t

c o m p r i s e s C2 o C40

y d r o c a r b o n s ,

more r e f e r a b l y C2

t o

C30 h y d r o c a r b o n s

e . g . , i n c l u d i n g n a p h t h a,

? e l d c o n d e n

s a t e s , v a r i o u s

g a s o i l c u t s

a n d c r u d e o i l ) ,

a n d m o s t

p r e f e r a b l y

C2 o

C20 y d r o c a r b o n s .

I n a n o t h e r embodiment, t h e

s t r e a m

c r a c k i n g f e e d c o m p r i s e s C2

t o

C4 h y d r o c a r b o n s . I n t h i s

embodiment,

t h e

s t r e a m c r a c k i n g

f e e d

c o m p r i s e s o n e o r

more

o f

e t h a n e ,

p r o p a n e , e t h an e / p r o p a n e

m i X e d , o r a

miXed

C4

s t r e a m .

[ 0 0 2 6 ]

As

s e d h e r e i n ,

l i g h t

o l e ? n s m e a n s e t h y l e n e a n d

p r o p y l e n e .

F u e l

o i l i s

a h y d r o c a r b o n - c o n t a i n i n g

compo

s i t i o n , i n a n y p h y s i c a l

s t a t e ,

c o m p r i s i n g m o s t l y C9+ h y d r o


10/27

US 2005/0038304

A 1

c a r b o n s ; g a s o i l

i s

a h y d r o c a r b o n - c o n t a i n i n g

c o m p o s i t i o n ,

i n

a n y p h y s i c a l s t a t e , c o m p r i s i n g m o s t l y C 7 - C 8

h y d r o c a r

b o n s ; a n d

g a s o l i n e i s a h y d r o c a r b o n - c o n t a i n i n g

c o m p o s i

t i o n ,

i n a n y

p h y s i c a l s t a t e , c o m p r i s i n g m o s t ly C 4 - C 6

h y d r o

c a r b o n s .

[ 0 0 2 7 ] W i t h i n t h e s t e a m c r a c k i n g

u n i t ,

t h e f e e d s t r e a m

c o n t a c t s s t e a m u n d e r

c o n d i t i o n s , e . g . ,

t e m p e r a t u r e a n d

p r e s

s u r e ,

e f f e c t i v e

t o

c o n v e r t

a t l e a s t

a

p o r t i o n o f t h e f e e d s t r e a m

t o

e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e ,

W h i c h e x i t s

t h e s t e a m

c r a c k i n g

u n i t i n

a steam

c r a c k i n g e f ? u e n t s t r e a m . The

steam

c r a c k i n g

e f ? u e n t s t r e a m c o n t a i n s

a v a r i e t y

o f

c o n t a m i n a n t s and

C 4 +

c o m p o n e n t s

i n

a d d i t i o n t o e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e ,

a n d

s e p a r a t i o n o f

t h e s e

v a r i o u s h y d r o c a r b o n c o m p o n e n t s

i s

n e c e s s a r y i n o r d e r t o

y i e l d

c h e m i c a l o r p o l y m e r i Z a t i on g r a d e

e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e .

F o r

e x a m p l e ,

u p o n

e x i t i n g t h e

s t e a m c r a c k i n g u n i t ,

t h e

s t e a m c r a c k i n g e f ? u en t s t r e a m

p r e f e r a b l y

i s

c o o l e d

i n a n

i n d i r e c t

quench u n i t t o form a

c o o l e d s t e a m

c r a c k i n g

e f f l u e n t

s t r e a m , W h i c h

i s p r e f e r a b l y

directed t o one

or more fractionation

u n i t s .

[0028]

I d e a l l y ,

t h e

one

o r more

f r a c t i o n a t i o n u n i t s

com

p r i s e s a f r a c t i o n a t i o n

c o l u m n

c a p a b l e o f s e p a r a t i n g t h e

cooled

steam

cracking

ef?uent

stream

i n t o

tWo

o r

more

d e r i v a t i v e

s t r e a m s . A s u s e d

h e r e i n ,

f r a c t i o n a t i n g means

s e p a r a t i n g

a

s t r e a m ,

e . g . ,

by d i s t i l l a t i o n , i n t o tWo o r more

n o n - a l i q u o t d e r i v a t i v e s t r e a m s . P r e f e r a b l y , t h e

one

o r more

f r a c t i o n a t i o n u n i t s s e p a r a t e s

t h e c o o l e d

s t e a m

c r a c k i n g

e f ? u

e n t stream

i n t o one

o r more o f :

a

l i g h t

hydrocarbon

stream

c o n t a i n i n g m o s t l y CS-

c o m p o n e n t s ,

a g a s o l i n e s t r e a m a l s o

r e f e r r e d

t o

a s

p y r o l y s i s g a s o l i n e

o r

p y g a s ) c o n t a i n i n g m o s t l y

C6 components

and

o p t i o n a l l y W a t e r , a

g a s o i l s t r e a m

c o n t a i n i n g C7 t o C 8 h y d r o c a r b o n s , a

f u e l

o i l s t r e a m

con

t a i n i n g

C9 + h y d r o c a r b o n c o m p o n e n t s , a n d a c o k e r e m o v a l

s t r e a m

f o r removing carbonaceous

d e p o s i t s

from

t h e

one

o r

more f r a c t i o n a t i o n u n i t s .

S p e c i ? c a l l y , t h e f u e l

o i l

s t r e a m

c o n t a i n s

a t

l e a s t

a

m a j o r i t y

o f

t h e

f u e l

o i l

t h a t

Was

r e s e n t

i n

t h e c o o l e d

steam

c r a c k i n g e f ? u e n t s t r e a m .

The

a s o i l s t r e a m

c o n t a i n s

a t l e a s t a m a j o r i t y

o f

t h e

g a s

o i l t h a t

Was r e s e n t

i n

t h e c o o l e d s t e a m

c r a c k i n g

e f f l u e n t s t r e a m . The g a s o l i n e

s t r e a m c o n t a i n s a t

l e a s t

a m a j o r i t y

o f

t h e

g a s o l i n e

t h a t Was

p r e s e n t i n t h e

c o o l e d s t e a m c r a c k i n g e f ? u e n t

s t r e a m .

[ 0 0 2 9 ]

I d e a l l y , t h e l i g h t h y d r o c a r b o n

s t r e a m

o p t i o n a l l y

c o m p r i s i n g

a

m i n o r amount o f

C6

c o m p o n e n t s )

i s

d i r e c t e d

from t h e one o r more f r a c t i o n a ti o n u n i t s t o a quench toWer

f o r d i r e c t

l i g h t


s t r e a m q u e n c h i n g .

I n t h e q u e n c h

t o W e r , t h e l i g h t


s t r e a m , o r a p o r t i o n t h e r e o f ,

c o n t a c t s

a

q u e n c h

medium, p r e f e r a b l y

W a t e r , u n d e r c o n d i

t i o n s e f f e c t i v e

t o s e p a r a t e

r e a d i l y c o n d e n s a b l e c o m p o n e n t s

f r o m n o n - r e a d i l y c o n d e n s a b l e c o m p o n e n t s . P r e f e r a b l y , t W o

p h a s e s f o r m i n t h e b o t t o m

o f

t h e quench t o W e r , a p y g a s

s t r e a m

Which

c o n t a i n s

m o s t l y

C6

h y d r o c a r b o n s ,

a n d

a

h e a v i e r

W a t e r c o n t a i n i n g

s t r e a m . A o r t i o n o f t h e W a t e r

c o n t a i n i n g stream

o p t i o n a l l y i s

cooled i n

one o r

more h e a t

e x c h a n g e r s

a n d

r e i n t r o d u c e d

i n t o

t h e

quench

t o W e r v i a o n e

o r more quench medium i n l e t s .

T h u s ,

i n t h i s embodiment,

condensed W a t e r

from t h e

l i g h t


s t r e a m

s e r v e s

a s t h e

q u e n c h medium i n

t h e

q u e n c h t o W e r . N o n r e a d i l y

c o n d e n s a b l e components

s u c h

a s

e t h y l e n e

a n d p r o p y l e n e a r e

WithdraWn from t h e quench t o W e r

v i a

a quench o v e r h e a d

s t r e a m . The

m a j o r i t y

o f

t h e

C S - c o m p o n e n t s p r e f e r a b l y a r e

y i e l d e d f r o m

t h e

q u e n c h

t o W e r i n t h e

q u e n c h

o v e r h e a d

stream.

[ 0 0 3 0 ]

T h e q u e n c h o v e r h e a d

s t r e a m

f r o m t h e q u e n c h

t o W e r p r e f e r a b l y

i s

d i r e c t e d t o a

compression system

con

F e b .

1 7 ,

2 0 0 5

t a i n i n g o n e

o r

more

c o m p r e s s i o n s t a g e s ,

p r e f e r a b l y

a t

l e a s t

f o u r c o m p r e s s i o n s t a g e s .

I n

a p r e f e r r e d e m b o d i m e n t , t h e

c o m p r e s s i o n s y s t em

c o m p r i s e s o n e

o r more c e n t r i f u g a l

c o m p r e s s o r s ,

one

o r

more

h e a t exchangers

f o r

c o o l i n g

intermediate

condensed

s t r e a m s ,

and one

o r

more

knockout

drums t o s e p a r a t e condensed components from noncon

d e n s e d c o m p o n e n t s .

T h e

c o m p r e s s i o n s y s t e m

p r e f e r a b l y

f o r m s a

c o m p r e s s e d

e f f l u e n t s t r e a m , Which i s

i d e a l l y

d i r e c t e d to a

c a u s t i c

Wash

n i t

f o r removal o f carbon d i o x i d e

t h e r e f r o m .

[ 0 0 3 1 ] S p e c i ? c a l l y ,

i n t h e c a u s t i c

Wash

u n i t , t h e com

p r e s s e d

s t r e a m c o n t a c t s c a u s t i c , e . g . ,

s o d i u m h y d r o x i d e ,

under

c o n d i t i o n s e f f e c t i v e t o remove

carbon

d i o x i d e t h e r e

f r o m .

Sodium

b i c a r b o n a t e (NaHCO3) o p t i o n a l l y i s

f o r m e d

a s

a b y p r o d u c t

o f t h e c a r b o n d i o x i d e removal r o c e s s . T h u s ,

t h e

c a u s t i c

Wash u n i t forms a n o v e r h e a d CO2 d e p l e t e d

s t r e a m and a s p e n t c a u s t i c bottoms

s t r e a m .

O p t i o n a l l y , t h e

CO2 e p l e t e d

s t r e a m

o r a p o r t i o n t h e r e o f

i s

compressed

i n

one

o r

more a d d i t i o n a l s t a g e s . A l s o ,

t h e CO2

d e p l e t e d

s t r e a m

o r

a

p o r t i o n

t h e r e o f o p t i o n a l l y

i s

d i r e c t e d

t o

a

d r y i n g

u n i t , p r e f e r a b l y a m o l e c u l a r s i e v e

d r y i n g

u n i t , W h e r e i n t h e

CO2

d e p l e t e d

stream c o n t a c t s

a Water

removal medium

under c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

remove

Water from t h e

CO2

d e p l e t e d

s t r e a m . P r e f e r a b l y ,

t h e

W a t e r

r e m o v a l medium

c o m p r i s e s a m o l e c u l a r s i e v e p a r t i c l e

a d a p t e d t o

s e l e c t i v e l y

a d s o r b

W a t e r

m o l e c u l e s . T h a t i s ,

t h e

d r y i n g u n i t removes

W a t e r from t h e c a r b o n

d i o x i d e d e p l e t e d

s t r e a m t o form a d r y

p r o d u c t s t r e a m c o m p r i s i n g

e t h y l e n e ,

p r o p y l e n e a n d o p t i o n

a l l y

l i g h t e n d s s u c h a s

h y d r o g e n ,

c a r b o n m o n o x i d e a n d

m e t h a n e

a n d / o r

C4+ h y d r o c a r b o n s . T h e d r y p r o d u c t s t r e a m ,

o r a

p o r t i o n

t h e r e o f ,

i s

t h e n d i r e c t e d

t o

a

s e p a r a t i o n s y s t e m

t h a t i s a d a p t e d

t o

s e p a r a t e t h e d r y s t r e a m i n t o

tWo

o r more

o f

i t s

i n d i v i d u a l c o m p o n e n t s .

[ 0 0 3 2 ]

FIG.

1 i l l u s t r a t e s a s t e a m

c r a c k i n g s y s t e m . As

shoWn,

a

C 2

t o

C 40

c o n t a i n i n g f e e d s t o c k

101

a s

d i r e c t e d

t o


u n i t 1 0 2 . P r e f e r a b l y ,

f e e d s t o c k 101 com

p r i s e s C 2 o

C30 h y d r o c a r b o n s ,

a n d more p r e f e r a b l y C2 o

C20 h y d r o c a r b o n s . S t e a m c r a c k i n g

u n i t

1 0 2 p r e f e r a b l y

c o m p r i s e s

a

p r e h e a t

r e g i o n 1 0 3

a n d

a

c r a c k i n g

r e g i o n 1 0 4 .

I n

t h e p r e h e a t

r e g i o n 1 0 3 , t h e

f e e d s t o c k

1 0 1 i s

h e a t e d t o

form a h e a t e d f e e d s t o c k

s t r e a m

having a t e m p e r a t u r e o f

f r o m a b o u t

2 0 0

F . 9 3

C . )

t o a b o u t

4 5 0 F .

2 3 2 C . ) .

Steam

f r o m

s t e a m c o n t a i n i n g l i n e

1 0 5

p r e f e r a b l y i s a d m i x e d

W i t h

t h e

h e a t e d f e e d s t o c k

1 0 1 , Which i s t h e n

d i r e c t e d

t o

c r a c k i n g r e g i o n

1 0 4 . I n

c r a c k i n g r e g i o n 1 0 4 ,

t h e s t e a m

c o n t a i n i n g

f e e d s t o c k

1 0 1 i s

f u r t h e r

h e a t e d u n d e r c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e

t o

c r a c k

t h e


a n d

p r o d u c e a n e f ? u

e n t s t r e a m 1 0 6 c o m p r i s i n g f u e l o i l , g a s o i l ,

p y r o l y s i s

g a s o

l i n e , a n d C S - h y d r o c a r b o n

c o m p o n e n t s i n c l u d i n g

e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e ) .

[ 0 0 3 3 ] E f f l u e n t s t r e a m 1 0 6 o p t i o n a l l y i s d i r e c t e d t o i n d i

r e c t

q u e n c h u n i t 107 f o r i n d i r e c t e f f lu e n t s t r e a m qu e n c h i n g .

I n t h e i n d i r e c t q u e n c h u n i t 1 0 7 ,

e f ? u e n t

s t r e a m 1 0 6 i s c o o l e d

under c o n d i t i o n s e f f e c t i v e t o form c o o l e d

s t r e a m

1 0 8 .

Cooled

stream

108

s t h e n p r e f e r a b l y d i r e c t e d

t o one o r

more

f r a c t i o n a t i o n u n i t s 1 0 9 . I n f r a c t i o n a t i o n u n i t 1 0 9 , c o o l e d

s t r e a m 108

s

s u b j e c t e d t o t e m p e r a t u r e

a n d p r e s s u r e

c o n d i

t i o n s

t h a t

a r e e f f e c t i v e t o s e p a r a t e t h e

c o o l e d s t r e a m

108

i n t o

a p l u r a l i t y o f d e r i v a t i v e

n o n - a l i q u o t

s t r e a m s .

As s h o W n ,


108

s

f r a c t i o n a t e d

i n f r a c t i o n a t i o n u n i t

109 t o

f o r m f u e l o i l s t r e a m 1 1 0 , g a s o i l

s t r e a m

1 1 1 , g a s o l i n e s t r e a m

1 1 2 ,

a n d

l i g h t h y d r o c a r b o n s t r e a m

1 4 1 c o n t a i n i n g

C5

h y d r o c a r b o n s i n c l u d i n g

e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e ) .


11/27

US 2005/0038304

A 1

[ 0 0 3 4 ]

Carbonaceous

d e p o s i t s

c o k e )

a r e formed

a s

a

b y p r o d u c t o f t h e s t e a m c r a c k i n g p r o c e s s . T h e s e c a r b o n

a c e o u s

d e p o s i t s e x i t t h e s t e a m c r a c k i n g u n i t

1 0 2

v i a

e f f l u e n t

s t r e a m 1 0 6 a n d

a r e d i r e c t e d

t h r o u g h

i n d i r e c t quench n i t

107

a n d


108

t o

f r a c t i o n a ti o n u n i t

1 0 9 .

Upon

i n t r o d u c t i o n

i n t o

f r a c t i o n a t i o n u n i t

1 0 9 , t h e c a r b o n a c e o u s

d e p o s i t s s e t t l e

a n d

a r e s e p a r a t e d f r o m

t h e

l i q u i d c o m p o n e n t s

c o n t a i n e d i n f r a c t i o n a t i o n

u n i t

1 0 9 . The s e t t l e d

c a r b o n

a c e o u s

d e p o s i t s

i n f r a c t i o n a ti o n u n i t

109

i d e a l l y

a r e

W i t h

draWn t h e r e f r o m , a s

shoWn by c o k e r e m o v a l s t r e a m 1 1 3 .

[ 0 0 3 5 ] L i g h t h y d r o c a r b o n s t r e a m

1 4 1

p r e f e r a b l y

i s t h e n

d i r e c t e d

t o q u e n c h

u n i t 1 3 4 ,

W h e r e i n r e a d i l y

c o n d e n s a b l e

c o m p o n e n t s

i n l i g h t

h y d r o c a r b o n s t r e a m 1 4 1 a r e c o n d e n s e d

f r o m n o n r e a d i l y c o n d e n s a b l e c o m p o n e n t s

c o n t a i n e d t h e r e i n .

S p e c i ? c a l l y ,

i n q u e n c h

u n i t

1 3 4 , l i g h t h y d r o c a r b o n s t r e a m

141 o r

a

p o r t i o n t h e r e o f c o n t a c t s

a

quenching medium under

c o n d i t i o n s e f f e c t i v e t o c o n d e n s e o u t

t h e

r e a d i l y


c o m p o n e n t s

c o n t a i n e d t h e r e i n .

The

r e a d i l y c o n d e n s a b l e

c o m p o n e n t s i n l i g h t


s t r e a m 1 4 1 c o m p r i s e a q u e

o u s a n d hy d r o c a r b o n c o m p o n e n t s ,

Which

s e p a r a t e

i n

t h e

q u e n c h

u n i t

1 3 4

a n d

f o r m t W o

c o n d e n s e d p h a s e s , s p e c i ?

c a l l y ,


p h a s e

1 1 4 a n d a q u e o u s p h a s e 1 1 5 .

[ 0 0 3 6 ]

As s h o W n ,


p h a s e 1 1 4

c o n t a i n s m o s t l y

C6 h y d r o c a r b o n c o m p o n e n t s , Which a r e WithdraWn

f r o m

q u e n c h u n i t 1 3 4 v i a p y g a s s t r e a m 1 1 6 . Aqueous p h a s e

1 1 5

i s WithdraWn f r o m quench u n i t 134

v i a

c o n d e n s a t e

s t r e a m

1 1 8 W i t h t h e a s s i s t a n c e o f

pump

1 1 9 . Pump 1 1 9 d i r e c t s a

p o r t i o n o f c o n d e n s a t e s t r e a m 1 1 8 t h r o u g h h e a t e x c h a n g e r

1 2 0 , Which c o o l s c o n d e n s a t e

s t r e a m

1 1 8 . The c o o l e d con

d e n s a t e

s t r e a m 1 1 8 i s

t h e n d i r e c t e d back o quench u n i t

134

Wherein

t h e

cooled condensate stream

118

serves

a s

a

quench medium

to

c o n d e n s e

o u t

r e a d i l y


com

p o n e n t s t h a t

e n t e r

q u e n c h

u n i t 1 3 4

v i a l i g h t


s t r e a m

1 4 1 .

O p t i o n a l l y , c o o l e d c o n d e n s a t e s t r e a m

1 1 8

i s

s e p a r a t e d

i n t o

a p l u r a l i t y

o f

s t r e a m s ,

Which

i n t r o d u c e

t h e

c o o l e d c o n d e n s a t e s tr e a m 1 1 8 i n t o

q u e n c h u n i t 1 3 4

t h r o u g h

a p l u r a l i t y

o f

i n l e t s i n q u e n c h u n i t 1 3 4 .

N o n - r e a d i l y

c o n

d e n s a b l e

c o m p o n e n t s

c o n t a i n e d i n l i g h t h y d r o c a r b o n s t r e a m

1 4 1 e x i t q u e n c h u n i t 1 3 4 v i a q u e n c h o v e r h e a d

s t r e a m

1 1 7 .

[ 0 0 3 7 ]

Quench

o v e r h e a d s t r e a m 1 1 7 i d e a l l y i s

t h e n

com

p r e s s e d

i n one o r more compression s t a g e s ,

p r e f e r a b l y

a

p l u r a l i t y

o f

c o m p r e s s i o n s t a g e s . F o r c l a r i t y ,

F I G .

1 i l l u s

t r a t e s a

s i n g l e

c o m p r e s s i o n s t a g e 1 2 1 , W h i c h c o m p r i s e s a

compressor

1 2 2 , a

h e a t

e x c h a n g e r 124 and a knockout drum

1 2 6 . H o W e v e r ,

t h e

c o m p r e s s i o n s y s t em

o p t i o n a l l y c o m p r i s e s

t W o , t h r e e ,

f o u r o r

more c o m p r e s s i o n

s t a g e s .

R e v e r t i n g t o

FIG. 1 ,

quench o v e r h e a d

s t r e a m

1 1 7 i s

d i r e c t e d t o com

p r e s s o r 1 2 2 , Which c o m p r e s s e s


s t r e a m 1 1 7

a n d f o r m s c o m p r e s s e d s t r e a m 1 2 3 . Compressed s t r e a m

1 2 3

i s

t h e n d i r e c t e d

t o a h e a t e x c h a n g e r 124 i n Which t h e

c o m p r e s s e d

s t r e a m 1 2 3 i n d i r e c t l y c o n t a c t s a

c o o l i n g

medium

u n d e r c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e t o

c o o l c o m p r e s s e d

s t r e a m 123 and

form

c o o l e d

compressed

s t r e a m

1 2 5 .

Cooled

compressed

s t r e a m

125 s t h e n d i r e c t e d t o a knockout

drum

1 2 6 ,

W h e r e i n r e a d i l y c o n d e n s a b l e c o m p o n e n t s a r e a l l o W e d

t o c o n d e n s e

f r o m

n o n - r e a d i l y


c o m p o n e n t s . The

r e a d i l y c o n d e n s a b l e c o m p o n e n t s e x i t

k n o c k o u t

drum

1 2 6

v i a

c o n d e n s e d

s t r e a m

1 2 8 . I f t h e

r e a d i l y c o n d e n s a b l e compo

n e n t s c o n t a i n e d i n c o o l e d c o m p r e s s e d s t r e a m

1 2 5 c o m p r i s e

a q u e o u s

a n d h y d r o c a r b o n

c o m p o n e n t s , t h e n t h e k n o c k o u t

drum 1 2 6

o p t i o n a l l y

i s

a

t W o - p h a s e

o r t h r e e - p h a s e k n o c k o u t

d r u m ,

n o t shoWn, Which i s

a d a p t e d

t o form

a n

a q u e o u s

condensed

s t r e a m ,

a

hydrocarbon

condensed s t r e a m , and a

F e b .

1 7 ,

2 0 0 5

v a p o r

s t r e a m .

As

s h o W n , k n o c k o u t

drum

1 2 6

i s a d a p t e d t o

s e p a r a t e c o n d e n s e d components i n c o n d e n s e d

s t r e a m

1 2 8

from g a s e o u s c o m p o n e n t s , Which e x i t k n o c k o u t

drum

1 2 6

v i a vapor s t r e a m 1 2 7 .

[ 0 0 3 8 ]

V a p o r s t r e a m 1 2 7 i d e a l l y i s t h e n

d i r e c t e d t o

a

c a u s t i c

Wash

u n i t

133 f o r removal o f

e n t r a i n e d

a c i d g a s e s

such a s CO2. That i s , c a u s t i c Wash u n i t 133 removes CO2

and

o t h e r e n t r a i n e d

a c i d

g a s e s from t h e

vapor

s t r e a m 1 2 7 ,

o r

a

p o r t i o n

t h e r e o f , a n d f o r m s a CO2 e p l e t e d s t r e a m 1 3 0 . The

v a p o r s t r e a m 1 2 7 p r e f e r a b ly c o n t a i n s r e l a t i v e l y f e W h y d r o

c a r b o n c o m p o n e n t s t h a t

c a u s e f o u l i n g

p r o b l e m s

i n s u c h

a c i d

g a s t r e a t m e n t s y s t e m s .

[ 0 0 3 9 ]

S o l i d o r

l i q u i d

a c i d g a s t r e a t m e n t

s y s t e m s c a n

b e

u s e d

i n

t h i s

i n v e n t i o n . I n

e i t h e r s y s t e m ,

t h e

a c i d g a s i s

removed

from

t h e Wash

overhead

stream o r

a

stream

derived

t h e r e f r o m

by c o n t a c t i n g t h e

s t r e a m W i t h a n a c i d g a s a b s o r

b e n t o r a d s o r b e n t . Examples o f such a b s o r b e n t s

o r

a d s o r

b e n t s i n c l u d e

a m i n e s , p o t a s s i u m

c a r b o n a t e ,

c a u s t i c , a l u

m i n a , m o l e c u l a r

s i e v e s ,

a n d

m e m b r a n e s ,


m e m b r a n e s

f o r m e d o f p o l y s u l f o n e , p o l y i m i d , p o l y a m i d e ,

g l a s s y p o l y m e r a n d

c e l l u l o s e

a c e t a t e . S o l u t i o n s c o n t a i n i n g

a m i n e s a n d c a u s t i c

compounds

a r e

p r e f e r r e d ,

W i t h c a u s t i c

c o m p o u n d s

b e i n g

m o r e

p r e f e r r e d .

[ 0 0 4 0 ]

Aqueous a m i n e

s o l u t i o n s

t h a t

a r e u s e f u l

i n

t h i s

i n v e n t i o n

c a n

c o n t a i n

a n y amine compound

o r compounds

s u i t a b l e

f o r

a c i d

g a s

a b s o r p t i o n . E x a m p l e s

i n c l u d e a l k a n o

l a m i n e s , s u c h a s t r i e t h a n o l a m i n e

T E A ) ;

m e t h y l d i e t h a n o l a

m i n e M D E A ) ; d i e t h a n o l a m i n e

D E A ) ;

m o n o e t h a n o l a m i n e

M E A ) ; d i i s o p r o p a n o l a m i n e D I P A ) ; a n d h y d r o x y a m i n o e t

h y l e t h e r

(DGA).

E f f e c t i v e

c o n c e n t r a t i o n s c a n

r a n g e f r o m

a b o u t 0 . 5 t o

a b o u t 8

moles

o f

amine p e r

l i t e r

o f

aqueous

s o l u t i o n .

[ 0 0 4 1 ]

P i p e r a Z i n e a n d / o r

m o n o m e t h y l e t h a n o l a m i n e

MMEA) c a n be added t o aqueous amine s o l u t i o n s t o

e n h a n c e t h e i r a b s o r p t i o n c a p a b i l i t i e s . T h e s e a d d i t i v e s c a n b e

i n c l u d e d

i n t h e aqueous

s o l u t i o n

a t

a

c o n c e n t r a t i o n

o f

from

a b o u t 0 . 0 4 t o a b o u t

2

moles p e r

l i t e r

o f

aqueous s o l u t i o n .

[ 0 0 4 2 ]

C a u s t i c compounds h a t c a n

b e u s e d i n t h i s i n v e n

t i o n a r e a l k a l i n e compounds, Which a r e e f f e c t i v e i n remov

i n g a c i d

g a s

from

a n

i n i t i a l e f f l u e n t s t r e a m . Examples

o f

s u c h a l k a l i n e compounds i n c l u d e

s o d i u m

h y d r o x i d e a n d

p o t a s s i u m h y d r o x i d e .

[ 0 0 4 3 ] R e v e r t i n g t o FIG. 1 , c a u s t i c Wash

u n i t

1 3 3 com

p r i s e s one o r m o r e , p r e f e r a b l y a p l u r a l i t y o f

b e d s

t h r e e a r e

s h o W n ) a n d a

pumparound

s t r e a m 1 3 2 . Pumparound s t r e a m

1 3 2 W i t h d r a W s a p o r t i o n o f t h e s p e n t c a u s t i c f r o m c a u s t i c

Wash u n i t

133 and

r e c i r c u l a t e s

i t t o one

o r

more h i g h e r

p o r t i o n s

o n

t h e

c a u s t i c Wash u n i t 1 3 3 . As s h o W n , pumpa

r o u n d s t r e a m

132

WithdraWs a

p o r t i o n

o f t h e

s p e n t c a u s t i c

s o l u t i o n from t h e c a u s t i c Wash u n i t

133

a n d r e c i r c u l a t e s i t

i n t o c a u s t i c Wash

u n i t

133

t h r o u g h

tWo n l e t s . F r e s h c a u s t i c

1 3 5

o p t i o n a l l y i s

i n t r o d u c e d

i n t o

t h e

pumparound

s t r e a m

1 3 2

o r

d i r e c t l y i n t o

c a u s t i c

Wash

n i t 1 3 3 . O p t i o n a l l y , W a t e r

s t r e a m 1 2 9 i s a l s o i n t r o d u c e d i n t o c a u s t i c Wash u n i t 1 3 3 ,

p r e f e r a b l y a d j a c e n t

t h e t o p e n d

t h e r e o f ,

i n o r d e r

t o e n s u r e

t h a t CO2 d e p l e t e d s t r e a m 130

d o e s

n o t c o n t a i n e n t r a i n e d

c a u s t i c medium, o r c o n t a i n s a minimal amount

o f

c a u s t i c

medium. I n t h i s m a n n e r , c a u s t i c

Wash

u n i t

133

f u n c t i o n s

t o

remove CO2 and o t h e r e n t r a i n e d

a c i d

g a s

components

a s

Well a s f u n c t i o n s a s a

Water

Wash u n i t . Thus,

upon i n t r o

d u c t i o n i n t o c a u s t i c

Wash

u n i t 1 3 3 , vapor

s t r e a m

127

con


12/27

US 2005/0038304

A 1

t a c t s a c a u s t i c

medium

135 under c o n d i t i o n s e f f e c t i v e t o

remove

CO2 and

o t h e r e n t r a i n e d

a c i d

g a s

components

t h e r e o f ,

a n d

f o r m CO2 d e p l e t e d

s t r e a m

1 3 0

a n d

s p e n t

c a u s t i c

s t r e a m

1 3 1 . CO2 e p l e t e d s t r e a m 1 3 0 i s t h e n o p t i o n

a l l y

d i r e c t e d

t o

a

d r y i n g

u n i t 1 3 6 . O p t i o n a l l y ,

CO2

e p l e t e d

stream

130

s compressed i n one o r more

a d d i t i o n a l s t a g e s ,

n o t s h o W n ,

b e t W e e n c a u s t i c

Wash u n i t

1 3 3 a n d d r y i n g u n i t

1 3 6 .

[ 0 0 4 4 ] I n

t h i s


a

s o l i d o r l i q u i d d r y i n g s y s t e m

can be

used t o remove

Water

a n d / o r a d d i t i o n a l oxygenated

h y d r o c a r b o n s from

t h e

e f f l u e n t s t r e a m t h a t i s

d i r e c t e d

t h e r e t o ,

e . g . ,

CO2

d e p l e t e d

s t r e a m 1 3 0 .

I n t h e s o l i d

d r y i n g

s y s t e m , t h e

e f f l u e n t s t r e a m ,

e . g . , CO2 d e p l e t e d

s t r e a m

1 3 0 ,

i s

r e c e i v e d

i n a d r y i n g u n i t . I n t h e d r y i n g u n i t , t h e e f f l u e n t

stream contacts

a s o l i d

adsorbent

t o

f u r t h e r remove Water

a n d o x y g e n a t e d h y d r o c a r b o n s t o

v e r y

l o W l e v e l s .

T y p i c a l l y ,

t h e

a d s o r p t io n p r o c e s s i s

c a r r i e d o u t

i n one o r

more ?xed

b e d s

c o n t a i n i n g

a s u i t a b l e s o l i d a d s o r b e n t .

[ 0 0 4 5 ] A d s o r p t i o n i s u s e f u l f o r

r e m o v i n g

W a t e r a n d

o x y

g e n a t e d


t o

v e r y l o W c o n c e n t r a t i o n s , a n d

f o r

r e m o v i n g

o x y g e n a t e d


t h a t

a r e n o t n o r m a l l y

r e m o v e d b y

u s i n g o t h e r

t r e a t m e n t s y s t e m s . P r e f e r a b l y , a n

a d s o r b e n t s y s t e m

u s e d

a s p a r t o f

t h i s

i n v e n t i o n h a s

m u l t i p l e

a d s o r b e n t

b e d s .

M u l t i p l e

b e d s

a l l o W

f o r

c o n t i n u o u s s e p a r a

t i o n

W i t h o u t

t h e

n e e d f o r s h u t t i n g doWn

t h e

p r o c e s s t o

r e g e n e r a t e t h e

s o l i d a d s o r b e n t .

F o r e x a m p l e ,

i n a

t h r e e

bed

s y s t e m

t y p i c a l l y

o n e

b e d

i s

o n - l i n e ,

o n e

b e d

i s

r e g e n e r a t e d

o f f - l i n e ,

and a t h i r d

bed

s

on

s t a n d - b y .

[ 0 0 4 6 ]

The

s p e c i ? c

a d s o r b e n t

s o l i d o r s o l i d s u s e d i n t h e

a d s o r b e n t b e d s

d e p e n d s

o n t h e

t y p e s

o f

c o n t a m i n a n t s

b e i n g

r e m o v e d .

E x a m p l e s o f

s o l i d

a d s o r b e n t s

f o r

r e m o v i n g

W a t e r

a n d v a r i o u s p o l a r o r g a n i c c o m p o u n d s , s u c h a s o x y g e n a t e d


a n d a b s o r b e n t

l i q u i d s ,

i n c l u d e a l u m i n a s ,

s i l i c a , 3A

m o l e c u l a r

s i e v e s , 4 A

m o l e c u l a r

s i e v e s , a n d a l u

m i n o - s i l i c a t e s .

Beds c o n t a i n i n g

m i x t u r e s

o f t h e s e s i e v e s o r

m u l t i p l e b e d s

h a v i n g

d i f f e r e n t

a d s o r b e n t

s o l i d s c a n b e u s e d

t o

remove

W a t e r ,

a s

W e l l a s a v a r i e t y o f

oxygenated

hydro

c a r b o n s .

[ 0 0 4 7 ]

I n

t h i s

s e p a r a t i o n t e c h n i q u e , o n e o r more

a d s o r p

t i o n beds can be a r r a n g e d

i n

s e r i e s o r

p a r a l l e l . I n one

example o f

a s e r i e s

a r r a n g e m e n t ,

a ? r s t bed i s used t o

remove t h e s m a l l e s t

and most

o l a r m o l e c u l e s , Which

a r e

t h e

e s i e s t t o

r e m o v e .

S u b s e q u e n t b e d s f o r

r e m o v i n g l a r g e r

l e s s

p o l a r

o x y g e n a t e d s p e c i e s a r e

n e x t

i n s e r i e s .

As

a s p e c i ? c

e x a m p l e o f

o n e t y p e o f a r r a n g e m e n t , W a t e r i s

? r s t s e l e c t i v e l y

removed

u s i n g

a 3A m o l e c u l a r s i e v e . T h i s b e d i s t h e n

folloWed

b y

one o r

more

beds containing one o r

more l e s s

s e l e c t i v e

a d s o r b e n t s

s u c h

a s a

l a r g e r p o r e m o l e c u l a r

s i e v e ,

e . g . ,

13x

a n d / o r a high s u r f a c e a r e a a c t i v e

alumina such

a s

S e l e x o r b CD

A l c o a t r a d e n a m e ) .

[ 0 0 4 8 ]

I n a n o t h e r e m b o d i m e n t , t h e ? r s t b e d

i s a 3 . 6 A

m o l e c u l a r s i e v e c a p a b l e o f s e l e c t i v e l y

r e m o v i n g

b o t h W a t e r

and methanol. This bed can t h e n be folloWed by

one

o r more

13x o r a c t i v e alumina beds a s d e s c r i b e d above.

[ 0 0 4 9 ]

The a d s o r b e n t b e d s c a n b e o p e r a t e d a t a m b i e n t

t e m p e r a t u r e o r

a t

e l e v a t e d t e m p e r a t u r e

a s

r e q u i r e d ,

and

W i t h

e i t h e r

upWard o r doWnWard ? o W . R e g e n e r a t i o n o f

t h e

a d s o r

b e n t m a t e r i a l s c a n

be

c a r r i e d o u t by c o n v e n t i o n a l

methods

i n c l u d i n g t r e a tm e n t

With

a

stream o f

a

d r y i n e r t gas such a s

n i t r o g e n a t e l e v a t e d t e m p e r a t u r e .

[ 0 0 5 0 ] I n

t h e l i q u i d

d r y i n g

s y s t e m ,

a

W a t e r a b s o r b e n t i s

used t o

remove

Water from

t h e

e f f l u e n t stream r e c e i v e d

F e b .

1 7 ,

2 0 0 5

t h e r e i n . The

W a t e r a b s o r b e n t

can be any

l i q u i d

e f f e c t i v e

i n

removing W a t e r from a n o l e ? n - c o n t a i n i n g s t r e a m . P r e f e r

a b l y , t h e W a t e r a b s o r b e n t i s t h e same a s t h a t p r e v i o u s l y

d e s c r i b e d .

[ 0 0 5 1 ] T h e d r y i n g s y s t e m o f t h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n ,

W h e t h e r e m p l o y i n g a l i q u i d o r a s o l i d

d r y i n g

a g e n t ,

i d e a l l y

forms

a

dry s t r e a m ,

de?ned

h e r e i n a s

a

stream having

a

deW o i n t o f l e s s

t h a n

4 0 F . 4 0

C . ) . P r e f e r a b l y

t h e d r y

s t r e a m

f r o m t h e

d r y i n g

u n i t

h a s a deW

o i n t

o f l e s s t h a n 4 0

F .

4 0 C . ) , more p r e f e r a b l y

l e s s t h a n

a b o u t 6 0 F . 5 1

C . ) ,

a n d

m o s t p r e f e r a b l y l e s s t h a n

9 0 F .

6 7 . 8

C . ) . T h e

d r y s t r e a m p r e f e r a b l y i s t h e n

d i r e c t e d t o

a s e p a r a t i o n s y s t e m

f o r r e m o v a l o f t h e r e m a i n i n g

c o m p o n e n t s

c o n t a i n e d t h e r e i n ,

a s described

i n

more d e t a i l beloW.

[ 0 0 5 2 ]

As shoWn

i n

FIG. 1 , CO2 d e p l e t e d s t r e a m 1 3 0

c o n t a c t s a

d r y i n g a g e n t

i n

d r y i n g u n i t 1 3 6

u n d e r

c o n d i t i o n s

e f f e c t i v e t o form d r y s t r e a m

1 3 7 .

Dry s t r e a m 137 i s t h e n

d i r e c t e d

t o a

s e p a r a t i o n

s y s t e m 1 3 8 ,

i n Which t h e

compo

n e n t s

o f

d r y s t r e a m

137

i d e a l l y

a r e s e p a r a t e d i n t o

tWo o r

m o r e n o n - a l i q u o t p r o d u c t

s t r e a m s . As

s h o W n , s e p a r a t i o n

s y s t e m

1 3 8

s e p a r a t e s d r y s t r e a m

1 3 7

i n t o e t h y l e n e - c o n t a i n

i n g s t r e a m 1 3 9 a n d

p r o p y l e n e - c o n t a i n i n g

s t r e a m 1 4 0 . I t i s

m o r e l i k e l y ,

h o W e v e r , t h a t

s e p a r a t i o n

s y s t e m

1 3 8 s e p a r a t e s

t h e d r y s t r e a m 137 n t o more t h a n tWo e r i v a t i v e n o n - a l i q u o t

s t r e a m s .

S e p a r a t i o n

s y s t e m 1 3 8 p r e f e r a b l y c o m p r i s e s o n e o r

more s e p a r a t i o n u n i t s , p r e f e r a b l y a p l u r a l i t y t h e r e o f .

The

s e p a r a t i o n u n i t s

o p t i o n a l l y

i n c l u d e one

o r

more d i s t i l l a t i o n

c o l u m n s , s p l i t t e r s ,

s e p a r a t o r s ,

W a s h

c o l u m n s ,

a b s o r p t i o n

u n i t s ,

o r

o t h e r s e p a r a t i o n

d e v i c e s .

[ 0 0 5 3 ]

O x y g e n a t e

t o O l e ? n

R e a c t i o n S y s t e m s

[ 0 0 5 4 ] T y p i c a l l y , m o l e c u l a r s i e v e c a t a l y s t s h a v e b e e n u s e d

t o

c o n v e r t

o x y g e n a t e compounds o l i g h t o l e ? n s .

S i l i c o a l u

m i n o p h o s p h a t e

(SAPO) m o l e c u l a r

s i e v e

c a t a l y s t s

a r e

p a r

t i c u l a r l y

d e s i r a b l e

i n

s u c h

a

c o n v e r s i o n

p r o c e s s ,

b e c a u s e

t h e y

a r e

h i g h l y s e l e c t i v e

i n

t h e f o r m a t i o n o f

e t h y l e n e

a n d

p r o p y l e n e .

A n o n - l i m i t i n g l i s t

o f

p r e f e r a b l e SAPO o l e c u l a r

s i e v e c a t a l y s t s i n c l u d e s

S A P O - 1 7 ,

S A P O - 1 8 ,

S A P O - 3 4 ,

SAPO-35, SAPO-44, t h e s u b s t i t u t e d f o r m s

t h e r e o f ,

a n d

m i x t u r e s

t h e r e o f .

[ 0 0 5 5 ] The f e e d s t o c k p r e f e r a b l y c o n t a i n s one o r more

a l i p h a t i c - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s

t h a t

i n c l u d e

a l c o h o l s ,

a m i n e s , c a r b o n y l c o m p o u n d s f o r e x a m p l e

a l d e h y d e s ,

k e t o n e s a n d

c a r b o x y l i c a c i d s , e t h e r s ,

h a l i d e s , m e r c a p t a n s ,

s u l ? d e s , a n d t h e l i k e , a n d m i x t u r e s t h e r e o f . T h e

a l i p h a t i c

m o i e t y

o f

t h e a l i p h a t i c - c o n t a i n i n g

c o m p o u n d s

t y p i c a l l y

c o n

t a i n s

from

1 to a b o u t 50

c a r b o n

a t o m s ,

p r e f e r a b l y

from 1 t o

20

c a r b o n

a t o m s ,

more p r e f e r a b l y from 1 t o 10 c a r b o n

a t o m s ,

a n d most p r e f e r a b l y from 1 t o 4 c a r b o n

a t o m s .

[ 0 0 5 6 ] N o n - l i m i t i n g

e x a m p l e s o f a l i p h a t i c - c o n t a i n i n g

compounds

i n c l u d e : a l c o h o l s s u c h a s m e t h a n o l a n d e t h a n o l ,

a l k y l - m e r c a p t a n s s u c h a s m e t h y l m e r c a p t a n a n d e t h y l mer

c a p t a n , a l k y l - s u l ? d e s s u c h a s m e t h y l s u l ? d e , a l k y l - a m i n e s

s u c h a s

m e t h y l

a m i n e , a l k y l - e t h e r s s u c h as DME, d i e t h y l

e t h e r

a n d m e t h y l e t h y l e t h e r ,

a l k y l - h a l i d e s

s u c h

a s m e t h y l

c h l o r i d e a n d e t h y l c h l o r i d e , a l k y l k e t o n e s

s u c h

a s

d i m e t h y l

k e t o n e , a l k y l - a l d e h y d e s s u c h a s

Documents

[Feb. 17, 2005] Integrating a Methanol to Olefin Reaction System With a Steam Cracking System