JP7738488B2 - オレフィンを生成するための統合化学処理システムを操作するための方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／８６５，５９７号に対する優先権を主張するものであり、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、オレフィンを生成するための化学処理システムおよびその操作に関し、より詳細には、オレフィン生成プロセスの副生成物を除去するために統合オレフィン生成プロセスを操作するための方法に関する。

背景技術
軽質オレフィンは、多くの種類の商品および材料を生成するためのベース材料として利用することができる。例えば、エチレンは、ポリエチレン、塩化エチレン、またはエチレンオキシドを製造するために利用することができる。このような生成物は、製品の包装、建設、繊維等に利用できる。したがって、エチレン、プロピレン、およびブテン等の軽質オレフィンに対する業界の需要がある。

軽質オレフィンは、石油化学製品企業からの天然ガスコンデンセートまたは生成物ストリーム等の所与の化学供給ストリームに応じて、異なる反応プロセスによって生成することができる。例えば、炭化水素分解（例えば、蒸気分解）、接触脱水素、メタノール－オレフィンプロセス、脱水プロセス、または他のプロセスを使用して、炭化水素ストリームからオレフィンを生成することができる。しかしながら、軽質オレフィンを生成するための炭化水素分解および他のプロセスでは、下流プロセスおよび触媒の有効性を減少させる可能性があるアセチレン化合物ならびにアレン化合物等の副生成物および不純物も生成する可能性がある。加えて、高濃度のアセチレン化合物およびアレン系化合物の存在は、これらの化合物の反応性のために、下流プロセスにおける安全上の懸念を呈する場合がある。アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、および他の不純物ならびに副生成物は、炭化水素分解装置の下流にある選択的な水素化プロセスまたは他のオレフィン生成プロセスにおける水素化によって、オレフィン含有炭化水素分解流出物または他のプロセス流出物から除去することができる。また、炭化水素分解流出物または他のプロセス流出物中のアセチレン化合物およびアレン系化合物の選択的な水素化により、エチレンおよびプロピレン等の追加の生成物オレフィンを回収することもできる。

いくつかのオレフィン生成プロセスでは、例えば、エチレンおよびプロピレン等の軽質オレフィンは、蒸気分解、流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）、メタノール－油プロセス、脱水プロセス等の１つ以上のオレフィン生成プロセス、または他のオレフィン生成プロセスの組み合わせによって生成することができる。これらのプロセスからの流出物の組成が類似しているため、これらの別個のオレフィン生成プロセスの２つ以上を統合して、流出物ストリームを精製および分離するように動作可能な単一の流出物処理システムを使用することができる。例えば、蒸気分解システムとＦＣＤｈシステムとを統合することができ、その結果、蒸気分解システムからの分解ガスとＦＣＤｈシステムからのＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部とを組み合わせて、蒸気分解システムおよびＦＣＤｈシステムの下流にある共通の流出物処理システムで処理することができる。流出物処理システムは、生成物を分離し、かつ／またはストリームをリサイクルし、不要な汚染物質および反応副生成物を除去するための様々な分離および精製システムを含むことができる。流出物処理システムは、蒸気分解装置または他のオレフィン生成プロセスで生成されたアセチレンを水素化するために動作可能なアセチレン水素化装置を含むことができる。

アセチレン水素化装置は、アセチレン水素化装置への供給ストリーム中の一酸化炭素（ＣＯ）の濃度に敏感であってもよい。あらゆる特定の理論によって制限されることを意図するものではなく、ＣＯは、アセチレン水素化装置内の水素化触媒と相互作用して、アセチレンを水素化するための水素化触媒の活性を減少させる可能性があると考えられる。逆に、アセチレン水素化装置内のＣＯ濃度を減少させることで、水素化触媒の活性を増加させる可能性がある。アセチレン水素化装置への水素化供給原料中のＣＯ濃度の突然の減少は、水素化触媒の活性を増加させる場合があり、これは、エチレンならびにプロピレン等、水素化供給原料中のオレフィン生成物の水素化の増加、およびオレフィン選択性の低下を導く可能性がある。オレフィンの水素化は、発熱性である。したがって、エチレンおよびプロピレン等のオレフィンの水素化が急速に増加すると、オレフィン水素化反応からの急速な熱放出により、アセチレン水素化装置の熱暴走を導く可能性がある。

１つ以上の実施形態では、第１のオレフィン生成プロセスからの流出物は、第１のオレフィン生成プロセスと統合された第２のオレフィン生成プロセスからの流出物中のＣＯ濃度よりも高いＣＯ濃度を有することができる。例えば、ＦＣＤｈプロセスからのＦＣＤｈ流出物は、蒸気分解装置からの分解ガス中のＣＯ濃度よりも高いＣＯ濃度を有することができる。したがって、オレフィンを生成するための統合プロセスが、分解ガスと、流出物処理システムに送られたＦＣＤｈ流出物の少なくとも一部との両方で動作しているとき、アセチレン水素化装置への供給原料中のＣＯ濃度は、実質的に、分解ガスのみからのＣＯ濃度よりも高くなり得る（例えば、少なくとも２５％高い、またはさらには１００％以上高い）。予期せぬＦＣＤｈトリップ中等、ＦＣＤｈシステムの動作が途切れると、ＦＣＤｈ流出物の流出物処理システムへの流れが突然減少するか、または完全に喪失する可能性がある。これは、水素化供給原料のＣＯ濃度の突然の大幅な減少を導く可能性がある。前述のように、ＣＯ濃度の突然の低下は、オレフィン生成物の水素化の突然の増加および発熱性水素化反応からの熱の発生により、アセチレン水素化装置の熱暴走を導く可能性がある。したがって、ＦＣＤｈ流出物または他のオレフィン生成プロセス流出物の流出物処理システムへの流れの突然の減少または完全な喪失は、アセチレン水素化反応器の熱暴走を導く可能性がある。また、ＦＣＤｈ流出物の流出物処理システムへの流れの突然の減少または喪失により、アセチレン水素化装置を通る反応物の総流量が減少し、ガス空間速度（ＧＨＳＶ）が小さくなるか、または水素化供給原料の滞留時間が長くなる可能性があり、これはまた、オレフィンの転化率が上昇し、熱暴走を導く可能性がある。熱暴走中には２００℃を超える温度上昇が発生するため、アセチレン水素化装置がトリップし、システムが再起動する場合がある。加えて、２００℃を超える温度上昇は、水素化触媒ならびに反応器、計器、熱交換器、および他の機器等の機器に損傷を与える可能性があり、また、安全性リスクを高める可能性がある。多くの暴走状況では、熱暴走に起因する触媒性能の深刻な喪失は、触媒の交換を必要とする可能性があり、これは大幅な装置休止時間につながる。また、熱暴走は、エチレンおよびプロピレンの過剰水素化によってオレフィン生成物の喪失を増加させる可能性がある。

本明細書に開示される方法は、統合オレフィンプロセスの１つからの流出物の流れの喪失が原因でＣＯ濃度の突然の減少に応答して、蒸気分解システムとＦＣＤｈシステムとを組み合わせる統合プロセス等、オレフィンを生成するための統合プロセスのアセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止することができる。特に、本明細書に開示される方法は、所与の水素化供給組成物に対して４０℃以上の温度動作範囲を有する第１の水素化触媒を利用することによって、アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止することができる。第１の水素化触媒の温度動作範囲は、クリーンアップ温度と暴走温度との間の差であり得、この温度動作範囲において、水素化供給原料中のエチレンの３重量％がアセチレン水素化装置で水素化される。クリーンアップ温度は、水素化流出物中のアセチレン濃度が、体積当たりの１００万分の１等の下流のユーザまたは顧客が設定した目標アセチレン濃度に等しい温度、あるいは下流のユーザまたは顧客が設定した他の値であってもよい。第１の水素化触媒のより大きな温度動作範囲は、第１の水素化触媒が水素化供給原料の一酸化炭素濃度の突然の変化に応答しにくくなる可能性があり、また、アセチレン水素化装置の熱暴走を引き起こすことなく、アセチレン水素化装置の動作を広い温度動作範囲内で変更することを可能にすることができる。

第１の水素化触媒は、アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止するのに有効であるが、蒸気分解プロセス等、統合オレフィンプロセスのうちの１つ以上で生成されてもよく、水素化供給原料中に存在する可能性があるメチルアセチレン（ＭＡ）およびプロパジエン（ＰＤ）を水素化するための活性が減少している可能性がある。ＭＡおよびＰＤは、ＭＡおよび／もしくはＰＤを含むストリームがＦＣＤｈシステム等のオレフィン生成プロセスにリサイクルして戻すか、または下流プロセスに送られたときに、コークスを生成することができる。加えて、オレフィンユーザからの仕様では、ＭＡおよびＰＤの濃度をこれらの化合物の閾値濃度よりも低くする必要があり得る。本明細書に開示されるシステムおよび方法はさらに、アセチレン水素化装置の下流にメチルアセチレン／プロパジエン水素化装置（ＭＡＰＤ水素化装置）を含むことができる。ＭＡＰＤ水素化装置は、アセチレン水素化装置からの水素化流出物の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させて、ＭＡＰＤ水素化流出物を生成するように動作可能であり得る。

現在記載されている一実施形態によれば、オレフィンを生成するための統合システムを操作するための方法は、水素化供給原料を第１の水素化触媒と接触させて、水素化流出物を生成することを含むことができる。水素化供給原料は、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物の少なくとも一部、および第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物の少なくとも一部を含むことができる。水素化供給原料は、少なくとも水素、エチレン、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含むことができる。第１の水素化触媒は、少なくとも摂氏４０度の温度動作範囲を有する。温度動作範囲は、所与の水素化供給組成物における暴走温度とクリーンアップ温度との間の差であり得、暴走温度は、水素化供給原料中のエチレンの３％が反応する温度であり、クリーンアップ温度は、水素化流出物中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度に等しい温度である。水素化流出物は、メチルアセチレン（ＭＡ）、プロパジエン（ＰＤ）、またはそれらの両方を含むことができる。この方法は、水素化流出物の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させることをさらに含むことができる。この接触により、水素化流出物からのメチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の少なくとも一部を水素化させて、第２の水素化触媒と接触する前の水素化流出物の一部と比較して、メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の濃度が低下したＭＡＰＤ水素化流出物を生成することができる。

本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと最良に理解することができ、これらの図面では、同様の構造が同様の参照番号で表される。
図１は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、蒸気分解システムおよび共有流出物処理システムと統合されたＦＣＤｈシステムを含む、オレフィンを生成するための統合プロセスを概略的に示す。 図２は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、図１の統合プロセスの蒸気分解システムを概略的に示す。 図３は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、図１の統合プロセスのＦＣＤｈシステムを概略的に示す。 図４は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、図１の統合プロセスの生成物処理システムの一部を概略的に示す。 図５は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、アセチレン水素化装置に送られた水素化供給原料の温度（ｘ軸）の関数としてアセチレン水素化装置のアセチレン濃度（ｙ軸左）およびエチレン選択性（ｙ軸右）をグラフ化したものである。 図６は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、蒸気分解システムおよび共有流出物処理システムと統合されたＦＣＤｈシステムを含む、オレフィンを生成するための別の統合プロセスを概略的に示す。 図７は、本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、専用の流出物処理システムを備えた独立型ＦＣＤｈシステムを概略的に示す。

図面は本質的に概略的であり、限定なしに、センサー、温度伝送器、圧力伝送器、流量計、ポンプ、バルブ、熱交換器、内部反応器構造等の当技術分野で一般的に使用される反応器システムのいくつかの構成要素を含まない場合があることを理解されたい。これらの構成要素は、開示された本実施形態の意図および範囲の内にあることが知られているであろう。しかしながら、本開示に記載されているもの等の操作的構成要素は、本開示に記載されている実施形態に追加することができる。

ここで、様々な実施形態をより詳細に参照し、そのいくつかの実施形態が添付の図面に例示される。可能な場合はいつでも、同じまたは類似の部分を参照するために、図面全体で同じ参照番号が使用されるであろう。

本開示の１つ以上の実施形態は、オレフィン生成プロセスから複数の流出物ストリームを精製および分離するために共通の流出物処理システムを利用する複数のオレフィン生成プロセスを含む、オレフィンを生成するための統合プロセスを操作するためのシステムおよび方法を対象とする。具体的には、本開示の１つ以上の実施形態は、オレフィン生成プロセスの１つからの流出物の流れの突然の減少および／または喪失が原因で水素化供給原料中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度の突然の減少に応答して、アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止することができる、オレフィンを生成するための統合プロセスを操作するためのシステムおよび方法を対象とする。本開示のいくつかの実施形態では、オレフィンを生成するための統合システムを操作するための方法は、水素化供給原料を第１の水素化触媒と接触させて、水素化流出物を生成することを含むことができる。水素化供給原料は、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物の少なくとも一部、および第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物の少なくとも一部を含むことができる。水素化供給原料は、少なくとも水素、エチレン、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含むことができる。第１の水素化触媒は、少なくとも４０℃の温度動作範囲を有する水素化触媒であってもよく、温度動作範囲は、所与の水素化供給組成物における暴走温度とクリーンアップ温度との間の差であり、暴走温度は、水素化供給原料中のエチレンの３％が反応する温度であり、クリーンアップ温度は、水素化流出物中のアセチレン濃度が、１ｐｐｍに等しい等、下流のユーザまたは顧客が設定した閾値アセチレン濃度か、または下流のユーザ／顧客が設定した他の閾値アセチレン濃度に等しい温度である。水素化流出物は、メチルアセチレン（ＭＡ）、プロパジエン（ＰＤ）、またはそれらの両方（ＭＡＰＤ）を含むことができる。この方法は、水素化流出物の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させることをさらに含むことができ、この接触により、水素化流出物からのメチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の少なくとも一部を水素化させて、ＭＡＰＤ水素化流出物を生成する。

水素化供給原料を所与の水素化供給組成物に対して広い温度動作範囲を有する第１の水素化触媒と接触させることにより、オレフィンを生成するための統合システムの第１または第２のオレフィン生成プロセスの一方の流れの突然の減少または完全な喪失によるＣＯ濃度の突然の減少に対するアセチレン水素化装置の応答が低下し得、それにより、アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止する。加えて、水素化流出物の少なくとも一部をアセチレン水素化装置の下流にある第２の水素化触媒と接触させることにより、ＭＡおよびＰＤの濃度を閾値ＭＡＰＤ濃度未満に低下させて、ＭＡＰＤ水素化流出物を生成することができ、これは、第１または第２のオレフィン生成プロセスにリサイクルして戻すことができる。ＭＡＰＤ水素化流出物中のＭＡＰＤ濃度を低下させることにより、第１または第２のオレフィン生成プロセスにおけるコークス形成を減少させる可能性がある。

本明細書では、ＦＣＤｈと組み合わせた蒸気分解を含むオレフィンを生成し、アセチレン水素化装置を有する単一の共有流出物処理システムを利用するための統合プロセスの一例が記載される。統合プロセスは、現在開示されているアセチレン水素化装置を操作する方法の背景を提供するために利用され、これは、下流プロセスへのアセチレンの貫流を低減または防止することができる。図１～図４、図６、および図７の概略図は、単なる例示的なシステムであり、オレフィンを生成するのに好適な他のシステムが本明細書で企図されており、本明細書に記載される概念は、このような代替システムで利用することができることを理解されたい。例えば、本明細書に記載される概念は、非流動状態下で動作するもの、またはライザーではなくダウナーであるもの等、代替の反応器装置および再生装置を備えた他の統合システムに等しく適用することができる。加えて、反応器システムで化学ストリームを処理するための現在記載されている方法およびプロセスは、オレフィンを生成するための他のプロセス（例えば、異なる供給原料を利用する）が企図されているので、図１に関して説明されている反応器システム等、流動接触脱水素と統合された蒸気分解によって軽質オレフィンを生成するように設計された反応器システムの実施形態にのみ限定されるべきではない。また、限定するものではないが、メタノール－オレフィンへプロセスおよび脱水プロセス等、オレフィンを生成するための他のプロセスは、適所に、または蒸気分解装置またはＦＣＤｈシステムの一方または両方に加えて統合システムに含むことができる。

ここで、オレフィンを生成するための統合システムを操作するためのシステムおよび方法について、図１を参照してさらに詳細に説明する。処理される化学ストリームは、供給ストリームまたは単に供給原料と呼ばれることがあり、これは、反応、分離、または他のプロセスによって処理されて、生成物ストリーム、反応器流出物、または単に流出物を形成する。供給原料は組成物を含むことができ、供給組成物に応じて、適切な触媒を利用して、供給原料の内容物を、軽質オレフィンまたは他の化学生成物を含むことができる流出物に変換することができる。

本明細書で使用するとき、「始動」とは、一般に、反応器温度、反応器圧力、流量（例えば、反応器への供給ガス（炭化水素および／または不活性ガス）、燃料ガスおよび触媒再生用の空気、触媒ストリッピングおよび流動化用のガス、触媒を酸素処理するための酸素含有ガス等の流量）、触媒再循環速度、またはこれらの組み合わせが確立されているが、所与の反応の安定動作のための所望の値にまだ達していない時間を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「停止」とは、一般に、反応器システム（例えば、反応器および／または再生器）の温度、圧力、流量、および／または触媒再循環速度が、プロセス反応の終了前に低下している時間を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「システムリサイクル」という用語は、反応器流出物（例えば、ＦＣＤｈ流出物）の少なくとも一部が炭化水素供給原料に、または直接反応器にリサイクルして戻すことができる反応器システムの動作を指すことができる。システムリサイクルは、流出物処理システムからの１つ以上のストリームが、オレフィンの収率を増加させるために１つ以上のオレフィン生成プロセスにリサイクルして戻されるとき等、通常の動作の一部であり得る。加えて、システムリサイクルイベントには、反応器流出物および／または反応器の操作条件が目標または通常の操作条件に戻るまで、反応器システムをシステムリサイクルモードで操作する規格外の生成物イベントが含まれ得る。反応器システムはまた、本明細書に開示される反応器システムと統合された蒸気分解システムの操作の中断等、他の反応器システムの操作の計画的または計画外の遮断に応答して、システムリサイクルモードで操作することができる。いくつかの実施形態では、システムリサイクルにより、反応器の温度が低温（すなわち、＜５５０℃）に減少する場合がある。他の環境では、システムリサイクルは、触媒を流動状態に維持するために、反応器を通して不活性ガスを循環させることを含むことができる。

本明細書で使用するとき、「装置トリップ」とは、例えば、化学処理中の暴走状態により、反応器装置が完全に停止するときの条件、または温度が低下する条件、および／または１つ以上のストリームの流量が低下するか、または迂回される条件を指すことができる。装置トリップには、反応器システム全体が完全に停止する深刻な装置トリップ、または温度が低下する、圧力が低下する、もしくは１つ以上のストリームが迂回される中間レベルのトリップ等、異なるレベルの装置トリップが含まれ得る。本明細書では、始動、停止、システムリサイクル、または装置トリップ中に存在するような低温反応条件、および不活性ガスが炭化水素供給ストリームなしで反応器システムを循環する条件は、異常な操作条件と呼ばれる場合がある。通常の操作条件とは、５５０℃を超える温度、または所与の反応物の触媒反応に好適な温度等の高温の定常状態を指す。

本明細書で使用するとき、「水素化供給原料」という用語は、分離システムに導入された分解ガスからのアセチレンの少なくとも９５質量％を含む、アセチレン水素化装置に送られた分離システムからの流出物を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「アセチレン枯渇ストリーム」という用語は、水素化供給原料とは異なり、また、分離システムに送られた分解ガスからのアセチレンの５質量％未満を含む、分離システムからの別の流出物ストリームを指すことができる。

本明細書で使用するとき、「上流」および「下流」という用語は、統合プロセスを通る材料の流れの方向に関連している。例えば、１つ以上の材料のストリームが第１の装置操作から第２の装置操作に流れる場合、第１の装置操作は第２の装置操作の上流である。１つ以上の材料のストリームが第２の装置操作から第１の装置操作に流れる場合、第１の装置操作は第２の装置操作の下流である。

本明細書で使用するとき、「選択性」という用語は、反応器流出物中のすべての生成物のモル数に対する所望の生成物のモル数の比率を指すことができ、すべての生成物は、同じ炭素数に正規化されている。例えば、アセチレン水素化装置のエチレン選択性は、水素化流出物中にさらに生成されたエチレンのモル数を、水素化反応中に生成されたすべての生成物の総モル数で割った比率であり得る。例えば、すべてのアセチレンがエチレンに変換される場合、選択性は１００％である。すべてのアセチレンがエタンに変換される場合、選択性は０（ゼロ）である。すべてのアセチレンおよび流入エチレンのいくつかがエタンに変換される場合、選択性は負である。

本明細書で使用するとき、「貫流」という用語は、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、または他の化合物等であるがこれらに限定されない特定の反応物が、１つの処理装置から別の下流にある処理装置に、オレフィンユーザが指定した閾値、例えば、体積当たりの１００万分の１部（ｐｐｍｖ）よりも多い量で送ることを指すことができる。一例では、貫流は、特定の反応物が反応システムで実質的に不完全な変換を受けて、その結果、反応システムから出た流出物が、オレフィンユーザおよびその場所に応じて１ｐｐｍｖを超えるか、または２ｐｐｍｖを超える特定の反応物の濃度を有するときに起こる可能性がある。

本明細書で使用するとき、「閾値アセチレン濃度」という用語は、アセチレン濃度が、オレフィンユーザが提供する生成物純度の仕様内であるとみなされる、および／または下流プロセスで触媒の汚染もしくは他の中断を引き起こさない濃度もしくはその濃度未満の、アセチレン水素化装置からの水素化流出物中のアセチレン濃度を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「熱暴走」という用語は、プロセスの温度の漸進的な上昇により、熱を生成または発生させる方法で操作条件が変化し、それによってさらに温度が上昇するプロセスの条件を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「通常の操作条件」という用語は、アセチレン水素化装置でアセチレン水素化反応を行うのに好適な温度等、所与の反応の触媒反応に好適な温度等の高温の定常状態を指すことができる。水素化装置の好適な温度は、所与の組成物の水素化触媒の温度動作範囲内の温度であってもよい。

本明細書で使用するとき、水素化触媒の「温度動作範囲」という用語は、水素化供給原料の所与の組成における所与のシステム構成の暴走温度とクリーンアップ温度との間の差を指すことができる。

本明細書で使用するとき、「クリーンアップ温度」という用語は、所与の水素化触媒について、および水素化供給原料の所与の組成において、水素化流出物中のアセチレン濃度が下流のユーザまたは顧客が設定した閾値アセチレン濃度に等しい、アセチレン水素化装置の操作温度を指すことができる。例えば、クリーンアップ温度は、所与の水素化触媒について、および水素化供給原料の所与の組成において、水素化流出物中のアセチレン濃度が下流のユーザおよび／または顧客が設定した１ｐｐｍｖまたは他の閾値アセチレン濃度に等しい、アセチレン水素化装置の操作温度であってもよい。

本明細書で使用するとき、「暴走温度」という用語は、水素化供給原料からのエチレンの３％が、所与の水素化触媒について、および水素化供給原料の所与の組成においてアセチレン水素化装置で反応する、アセチレン水素化装置の操作温度を指すことができる。

図１を参照すると、オレフィンを生成するための統合プロセス１０が概略的に示されている。統合プロセス１０は、蒸気分解システム２０、流動接触分解（ＦＣＤｈ）システム３０、および蒸気分解システム２０およびＦＣＤｈシステム３０からの流出物を処理するように動作可能であり得る流出物処理システム３８を含むことができる。蒸気分解システム２０は、第１の炭化水素供給原料２２の少なくとも一部を変換して、少なくとも水素、一酸化炭素（ＣＯ）、アセチレン、および少なくとも１つの蒸気分解機生成物を含む分解ガス２８を生成するように動作可能であり得る。ＦＣＤｈシステム３０は、第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部を変換して、少なくとも水素、ＣＯ、および少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を含むＦＣＤｈ流出物３４を生成するように動作可能であり得る。分解ガス２８、または分解ガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部は、流出物処理システム３８に送ることができ、流出物処理システム３８は、分解ガス２８および／またはＦＣＤｈ流出物３４を処理して、エチレンストリーム７２、プロピレンストリーム７４、プロパンストリーム７６等の１つ以上の成分ストリーム、もしくは他の成分ストリーム（図示せず）を生成するように動作可能であり得る。流出物処理システム３８は、少なくとも第１の分離システム４０、第１の分離システム４０の下流にあるアセチレン水素化装置５０、第１の分離システム４０とアセチレン水素化装置５０との間に配置された熱交換器６０、アセチレン水素化装置５０の下流にある第２の分離システム７０、およびＭＡＰＤ水素化装置８０を含むことができる。流出物処理システム３８はまた、アセチレン水素化装置５０の下流に配置された追加の分離および／または精製プロセス（図示せず）を含むことができる。

図２を参照すると、蒸気分解システム２０の一実施形態が概略的に示されている。蒸気分解システム２０は、蒸気分解装置１１０、油焼入装置１２０、水焼入装置１３０、圧縮機システム１４０のうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、蒸気分解システム２０はまた、酸性ガス除去装置（図示せず）を含むことができる。第１の炭化水素供給原料２２は、第１の炭化水素供給原料２２の１つ以上の炭化水素成分を分解して１つ以上のオレフィンを生成するために、蒸気分解装置１１０に導入することができる。第１の炭化水素供給原料２２は、石油化学プロセスからの生成物ストリーム、または粗製油の精製工程からのナフサ、天然ガス液（ＮＧＬ）、もしくは他の炭化水素源等の任意の炭化水素ストリームであってもよい。いくつかの実施形態では、第１の炭化水素供給原料２２は、蒸気分解装置１１０の前に、またはその中で組み合わせた複数の異なる炭化水素ストリームを含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の炭化水素供給原料２２は、エタン、プロパン、ブタン、ナフサ、他の軽質炭化水素、またはこれらの組み合わせを含む供給原料等の軽質炭化水素供給原料であってもよい。

蒸気分解装置１１０は、第１の炭化水素供給原料２２を受け取り、第１の炭化水素供給原料２２の１つ以上の成分を分解して、分解機流出物１１２を生成するように動作可能であり得る。蒸気分解装置１１０は、第１の炭化水素供給原料２２を５００℃～８５０℃の温度で蒸気と接触させて分解機流出物１１２を生成するように動作可能であり得る。また、硫黄含有組成物２４、メタノール含有ストリーム２６、またはそれらの両方は、炭化水素分解装置１１０に導入されてもよい。硫黄含有組成物２４、メタノール含有ストリーム２６、またはそれらの両方は、蒸気分解装置１１０に直接導入されてもよく、または蒸気分解装置１１０の上流にある第１の炭化水素供給原料２２と組み合わせてもよい。硫黄含有組成物２４は、ジメチルジスルフィド（ＤＭＤＳ）、ジメチルスルフィド（ＤＭＳ）、ジエチルジスルフィド（ＤＥＳ）、メチルメルカプタン（ＭＭ）、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない１つ以上の硫黄含有化合物を含むことができる。硫黄含有組成物２４からの硫黄含有化合物は、蒸気分解装置１１０の蒸気分解炉内の加熱コイルを不動態化して、蒸気分解装置１１０内のコークスの形成を管理することができる。硫黄含有化合物を増加または減少させることにより、蒸気分解装置１１０で発生したＣＯ量が変化し、それにより、分解機流出物１１２中のＣＯ濃度（例えば、ＣＯ量）が変化する可能性がある。

第１の炭化水素供給原料２２中に存在するエタン、プロパン、ナフサ、および他の炭化水素は、エチレン、プロピレン、ブテン、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない少なくとも１つ以上の軽質オレフィンを生成するために蒸気分解装置１１０で蒸気分解することができる。蒸気分解装置１１０は、第１の炭化水素供給原料２２中の炭化水素からエチレンおよびプロピレン等の１つ以上の軽質オレフィンを生成するのに十分な条件下（すなわち、温度、圧力、滞留時間等）で動作することができる。いくつかの実施形態では、蒸気分解装置１１０は、５００℃～８５０℃、５００℃～８１０℃、５５０℃～８５０℃、５５０℃～８１０℃、６００℃～８５０℃、または６００℃～８１０℃の温度で動作することができる。蒸気分解装置１１０の温度は、蒸気分解装置１１０に導入される第１の炭化水素供給原料２２の組成に依存する可能性がある。炭化水素分解プロセスの他の好適な操作条件は、当技術分野で周知である。

分解機流出物１１２は、エチレン、プロピレン、ブテン（例えば、１－ブテン、トランス－２－ブテン、シス－２－ブテン、イソブテン）、エタン、プロパン、他の軽質炭化水素、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない１つ以上の分解反応生成物を含むことができる。分解機流出物１１２はまた、水素、ＣＯ、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、メタン、蒸気分解装置１１０で生成される他の化合物、第１の炭化水素供給原料２２の未反応成分、またはこれらの組み合わせを含むことができる。例えば、蒸気分解装置１１０における分解反応では、水素および一酸化炭素（ＣＯ）等の副生成物、ならびにアセチレン、メチルアセチレン（ＭＡ）、プロパジエン（ＰＤ）等の副反応生成物、他の副反応生成物、またはこれらの組み合わせを生成することができる。加えて、第１の炭化水素供給原料２２の未反応炭化水素および／または他の成分は、反応を受けずに蒸気分解装置１１０を通過することができ、その結果、分解機流出物１１２は、第１の炭化水素供給原料２２のこれらの未反応成分を含む。酸およびアルコールガスもまた、蒸気分解装置１１０で生成することができる。

さらに図２を参照すると、分解機流出物１１２は、蒸気分解装置１１０から、蒸気分解装置１１０の下流にある油焼入装置１２０に送ることができる。油焼入装置１２０は、炭化水素焼入液体１２２で分解機流出物１１２を焼入して、分解機流出物１１２の温度を低下させ、重質炭化水素成分を除去して、油焼入流出物１２６を生成するように動作可能であり得る。油焼入流出物１２６は、油焼入装置１２０から油焼入装置１２０の下流にある水焼入装置１３０に送ることができる。水焼入装置１３０は、液体水で分解機流出物１１２を焼入して、油焼入流出物１２６の温度をさらに低下させ、蒸気を除去して分解ガス２８を生成するように動作可能であり得る。水焼入装置１３０は、油焼入装置１２０の下流にあるものとして図２に示されるが、水焼入装置１３０は、代替的に、油焼入装置１２０の上流に位置付けられ得ることが理解される。蒸気分解システム２０は、任意選択で、分解ガス２８から酸性ガスを除去するための酸性ガス除去システム（図示せず）を含むことができる。代替的に、いくつかの実施形態では、酸性ガス除去システムは、流出物処理システム３８に組み込まれてもよい（図１）。分解ガス２８は、流出物処理システム３８の上流にある分解ガス２８の体積を減少させるように動作可能な圧縮システム１４０に送ることができる。

ここで図３を参照すると、ＦＣＤｈシステム３０は、第２の炭化水素供給原料３２を受け取り、第２の炭化水素供給原料３２を脱水素触媒と接触させてＦＣＤｈ流出物３４を生成するように動作可能であり得る。ＦＣＤｈシステム３０への第２の炭化水素供給原料３２は、プロパン、ｎ－ブタン、イソブタン、エタン、またはエチルベンゼンのうちの少なくとも１つを含むことができる。第２の炭化水素供給原料３２は、炭化水素処理施設からの１つ以上の炭化水素ストリームを含むことができる。第２の炭化水素供給原料３２は、第１の炭化水素供給原料２２と同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第２の炭化水素供給原料３２は、流出物処理システム３８から回収され、ＦＣＤｈシステム３０にリサイクルして戻すプロパンまたはエタンストリーム（例えば、図１のプロパンストリーム７６）を含むことができる。ＦＣＤｈシステム３０では、第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部は、脱水素触媒の存在下での脱水素化によって軽質オレフィンまたは他の生成物に変換することができる。脱水素触媒は、炭化水素を脱水素化してオレフィンを生成するための当技術分野で知られている任意の触媒であり得る。ＦＣＤｈ流出物３４は、少なくともＣＯ、水素、および少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を含むことができる。少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物は、エチレン、プロピレンのうちの１つ以上、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

図３を参照すると、例示的なＦＣＤｈシステム３０が概略的に示されている。ＦＣＤｈシステム３０は、反応器部２００および触媒処理部３００を含むことができる。図３の文脈において本明細書で使用されるように、反応器部２００とは、主要なプロセス反応が行われるＦＣＤｈシステム３０の一部を指すことができる。例えば、第２の炭化水素供給原料３２は、ＦＣＤｈシステム３０の反応器部２００において脱水素触媒の存在下で脱水素化することができる。反応器部２００は、反応器２０２を含み、これは、下流にある反応器セクション２３０、上流にある反応器セクション２５０、および反応器２０２で形成された化学生成物から触媒を分離する働きをする触媒分離セクション２１０を含むことができる。

また、本明細書で使用するとき、図３のＦＣＤｈシステム３０の触媒処理部３００とは、一般に、ＦＣＤｈシステム３０の通常の操作中に、触媒が何らかの方法で、コークス堆積物の除去、触媒の加熱、触媒の再活性化、他の処理操作、またはこれらの組み合わせ等のプロセスである、ＦＣＤｈシステム３０の一部を指す。いくつかの実施形態では、触媒処理部３００は、燃焼器３５０、ライザー３３０、触媒分離セクション３１０、および酸素処理ゾーン３７０を含むことができる。触媒処理部３００の燃焼器３５０は、１つ以上の下部燃焼器流入ポート３５２を含み得、ライザー３３０と流体連通することができる。燃焼器３５０は、転送ライン４２６を介して触媒分離セクション２１０と流体連通することができ、転送ライン４２６は、触媒処理（例えば、コークス除去、加熱、再活性化等）のために反応器部２００から触媒処理部３００に不活性化触媒（通常の操作条件中に）供給することができる。酸素処理ゾーン３７０は、上流にある反応器セクション２５０と流体連通することができ（例えば、転送ライン４２４および移送ライザー４３０を介して）、処理された触媒を触媒処理部３００から反応器部２００に供給して戻すことができる。燃焼器３５０は、空気流入口４２８を燃焼器３５０に接続する下部燃焼器流入ポート３５２を含むことができる。空気流入口４２８は、空気または酸素含有ガス等の他の反応性ガスを燃焼器３５０に供給することができる。補助燃料の燃焼を助けるために、空気および／または他の反応性ガスを燃焼器３５０に導入することができる。燃焼器３５０はまた、燃料流入口３５４を含ことができる。燃料流入口３５４は、炭化水素ストリーム３５６等の燃料を燃焼器３５０に供給することができる。酸素処理ゾーン３７０は、触媒の酸素処理のために酸素含有ガス３７４を酸素処理ゾーン３７０に供給することができる酸素含有ガス流入口３７２を含むことができる。

図３を参照して、通常の操作条件下で連続反応を行うためのＦＣＤｈシステム３０の一般的な操作について説明する。ＦＣＤｈシステム３０の反応器部２００の動作中、第２の炭化水素供給原料３２は、移送ライザー４３０に入ることができ、ＦＣＤｈ流出物３４は、パイプ４２０を介してＦＣＤｈシステム３０を出ることができる。１つ以上の実施形態によれば、ＦＣＤｈシステム３０は、第２の炭化水素供給原料３２および流動脱水素触媒を上流にある反応器セクション２５０に供給することによって動作することができる。第２の炭化水素供給原料３２中の炭化水素は、上流にある反応器セクション２５０内の脱水素触媒と接触することができ、各々が下流にある反応器セクション２３０を通って上向きに流れ、通常の操作条件下で少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を生成することができる。

ＦＣＤｈ流出物３４および脱水素触媒は、下流にある反応器セクション２３０から、触媒分離セクション２１０内の分離デバイス２２０に送ることができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、水素、ＣＯ、および少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物を含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４はまた、第２の炭化水素供給原料３２の未反応部、流動化ガス、副生成物、反応中間体、他のガス、またはこれらの組み合わせを含むことができる。少なくとも１つのＦＣＤｈ生成物は、エチレン、プロピレン、または他の軽質オレフィンを含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、蒸気分解システム２０からの分解ガス２８中のＣＯ濃度よりも高いＣＯ濃度を有することができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、１０００ｐｐｍｖ～２０００ｐｐｍｖまで等、体積当たりの１００万分の５００部（ｐｐｍｖ）～２４００ｐｐｍｖまでのＣＯ濃度を有することができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、アセチレン、メチルアセチレン（ＭＡ）、プロパジエン（ＰＤ）、またはこれらの組み合わせを含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４中のアセチレン濃度は、５０ｐｐｍｖ未満であってもよい。ＦＣＤｈ流出物３４中のＭＡ濃度は、３００ｐｐｍｖ以下であってもよい。ＦＣＤｈ流出物３４中のＰＤ濃度は、１００ｐｐｍｖ以下であってもよい。

脱水素触媒は、分離デバイス２２０でＦＣＤｈ流出物３４から分離することができる。次に、ＦＣＤｈ流出物３４は、触媒分離セクション２１０から移送することができる。例えば、ＦＣＤｈ流出物３４の分離蒸気は、触媒分離セクション２１０のガス流出ポートでパイプ４２０を介してＦＣＤｈシステム３０から除去することができる。いくつかの実施形態では、分離デバイス２２０は、粉末分離の２つ以上の段階を含むことができる粉末分離システムであってもよい。

いくつかの実施形態によれば、分離デバイス２２０におけるＦＣＤｈ流出物３４の蒸気からの分離に続いて、脱水素触媒は、一般に、ストリッパー２２４を通って反応器触媒流出ポート２２２に移動してもよく、そこで脱水素触媒は、反応器部２００から転送ライン４２６を介して触媒処理部３００に転送することができる。任意選択で、脱水素触媒はまた、スタンドパイプ４２２を介して上流にある反応器セクション２５０に直接転送して戻されてもよい。いくつかの実施形態では、ストリッパー２２４からのリサイクル脱水素触媒は、移送ライザー４３０内の触媒処理部３００からの処理された脱水素触媒と予備混合することができる。

分離された脱水素触媒は、触媒分離セクション２１０から触媒処理部３００の燃焼器３５０に送ることができる。脱水素触媒は、コークス堆積物を除去し、触媒を加熱し、触媒、他の触媒処理、またはこれらの任意の組み合わせを再活性化するために、通常の操作中に触媒処理部３００で処理することができる。前述のように、触媒処理部３００で脱水素触媒を処理することは、触媒からコークス堆積物を除去することと、燃焼燃料源の燃焼により触媒の温度を上げることと、触媒を再活性化することと、触媒から１つ以上の成分を取り除くことと、他の処理操作と、またはこれらの組み合わせと、を含むことができる。いくつかの実施形態では、処理部３００で脱水素触媒を処理することは、コークス堆積物を除去し、かつ／または脱水素触媒を加熱して加熱触媒を生成するために、燃焼器３５０内の脱水素触媒の存在下で燃焼燃料源を燃焼させることを含むことができる。加熱された脱水素触媒は、触媒分離セクション３１０で燃焼ガスから分離することができる。

いくつかの実施形態では、加熱された脱水素触媒は、次に、加熱された脱水素触媒の酸素処理を行うことによって再活性化することができる。酸素処理は、加熱された脱水素触媒を、脱水素触媒を再活性化するのに十分な期間、酸素含有ガス３７４に曝露することを含むことができる。脱水素触媒を再活性化するための酸素処理は、脱水素触媒を加熱するための補助燃料の燃焼後に行うことができる。酸素処理は、加熱された脱水素触媒を酸素含有ガス３７４で少なくとも２分間処理することを含み得、これにより、脱水素触媒を再活性化して、再活性化された脱水素触媒を生成することができる。酸素含有ガス３７４は、酸素含有ガス３７４の総モル流量に基づいて、５モル％～１００モル％の酸素含量を含むことができる。いくつかの実施形態では、脱水素触媒の酸素処理は、脱水素触媒を２分を超える期間にわたって、また、補助燃料の燃焼によって加熱された後、加熱された脱水素触媒よりも大きい触媒活性を有する再活性化された脱水素触媒を生成するのに十分な酸素含有ガス３７４の流れに曝露しながら、脱水素触媒を少なくとも６６０℃の温度に維持することを含むことができる。酸素処理は、触媒処理部３００の触媒分離セクション３１０の下流にあり得る酸素処理ゾーン３７０で行うことができる。

脱水素触媒の処理中のコークスおよび／または補助燃料の燃焼からの燃焼ガス、または触媒処理および触媒再活性化中に脱水素触媒に導入された他のガスは、再生器流出物の流出口４３２を介して触媒処理部分３００から除去することができる。

図３および前述の説明は、炭化水素を触媒的に脱水素化して軽質オレフィンを生成するためのシステムの一実施形態を呈する。しかしながら、他の反応器システム構成が、本開示の範囲から逸脱することなく、軽質オレフィンを生成するために炭化水素の接触脱水素に使用され得ることが理解される。例えば、いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈシステム３０は、バブルレジーム、スラグ流レジーム、乱流レジーム、高速流動化レジーム、空気搬送レジーム、またはそれらの組み合わせ等の流動化レジームで、第２の炭化水素供給原料３２を触媒と接触させるように動作可能な任意の種類の流動反応器システムを含むことができる。

再び図３を参照すると、ＦＣＤｈシステム３０は、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部がＦＣＤｈシステム３０の反応器部２００にリサイクルして戻すシステムリサイクルで操作することができる。ＦＣＤｈシステム３０は、ＦＣＤｈシステム３０の始動中、またはＦＣＤｈ流出物３４の組成が生成物ストリーム目標基準に適合しない規格外のイベントに応答して、システムリサイクルモードで動作することができる。これらの状況では、ＦＣＤｈ流出物３４は、ＦＣＤｈ流出物３４の組成を適合に戻すためにＦＣＤｈシステム３０に調整が行われている間、ＦＣＤｈシステム３０にリサイクルして戻すことができる。また、システムリサイクルは、反応器システムが別の反応器システム（例えば、蒸気分解システム２０等）と統合され、他の反応器システムが遮断（例えば、計画されたメンテナンス等の計画されたイベントまたは炉、圧縮機、もしくは他の機器等の機器の予期せぬ故障等の計画外のイベント）を経験するときに起こり得る。システムリサイクルの動作中、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部または全部は、ＦＣＤｈ流出物リサイクル３６でＦＣＤｈシステム３０にリサイクルして戻すことができる。ＦＣＤｈ流出物リサイクル３６は、図３に示すように、移送ライザー４３０の上流にある第２の炭化水素供給原料３２と組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物リサイクル３６は、移送ライザー４３０に直接送ることができ、そこで、ＦＣＤｈ流出物リサイクル３６は、次いで、第２の炭化水素供給原料３２および脱水素触媒と組み合わされる。

統合システム１０は、蒸気分解システム２０とＦＣＤｈシステム３０とを統合するものとして図１と併せて本明細書に記載されるが、オレフィンを生成するための他のプロセスが、蒸気分解システム２０またはＦＣＤｈシステム３０に加えて、またはこれらの代替物として統合システム１０に含まれ得ることが企図される。統合システムに含まれ得る他のオレフィン生成システムの例には、メタノール－オレフィンプロセス、アルコール脱水プロセス、または他のオレフィン生成プロセスが含まれ得る。

図４を参照すると、前述のように、流出物処理システム３８は、少なくとも第１の分離システム４０、第１の分離システム４０の下流にあるアセチレン水素化装置５０、第１の分離システム４０とアセチレン水素化装置５０との間に配置された熱交換器６０、第２の分離システム７０、およびＭＡＰＤ水素化装置８０を含むことができる。分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部、またはそれらの両方は、第１の分離システム４０に送ることができる。いくつかの実施形態では、分解ガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４は、独立して、第１の分離システム４０に直接送ることができる。いくつかの実施形態では、分解ガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４は、第１の分離システム４０の上流で組み合わせて、組み合わせたストリーム３９として送ることができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、蒸気分解システム２０の水焼入装置１３０および油焼入装置１２０の下流にある任意の点で分解ガス２８と組み合わせることができる。

第１の分離システム４０は、分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４の一部、またはそれらの両方から少なくとも水素化供給原料４２およびアセチレン枯渇ストリーム４４を生成するように動作可能であり得る。第１の分離システム４０は、１つまたは複数の分離装置を含むことができる。第１の分離システム４０は、分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方から水素化供給原料４２を生成するように動作可能な任意の種類の分離装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の分離システム４０は、分解ガス３４、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方が、成分の沸点温度の違いによって水素化供給原料４２およびアセチレン枯渇ストリーム４４に分離され得る蒸留装置を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の分離システム４０は、多段蒸留塔であってもよい。沸点温度の違いによる分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方の成分の分離は、分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、もしくはそれらの両方を１つ以上の成分の沸点温度よりも低い温度に初期冷却することを含むことができる。したがって、第１の分離システム４０は、蒸留装置の上流にある分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方の１つ以上の成分を凝縮するように動作可能な凝縮器（図示せず）を含むことができる。第１の分離システム４０は、蒸留プロセスに限定されない。分解ガス２８、ＦＣＤｈ流出物３４、またはそれらの両方から水素化供給原料４２を生成するための他の方法およびプロセスが企図されることが理解される。

前述のように、水素化供給原料４２は、第１の分離システム４０に送られた分解ガス２８からのアセチレンの少なくとも９５重量％を含むことができる。水素化供給原料４２は、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）、プロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）、メチルアセチレン（Ｈ_３Ｃ－Ｃ≡ＣＨ）、プロパジエン（Ｈ_２Ｃ＝Ｃ＝ＣＨ_２）、メタン（ＣＨ_４）、エタン（Ｃ_２Ｈ_６）、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない飽和および不飽和炭化水素を含むことができる。水素化供給原料４２はまた、水素、ＣＯ、二酸化炭素（ＣＯ_２）、不活性ガス、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない非炭化水素ガスを含むことができる。不活性ガスは、窒素、アルゴン、または蒸気分解システム２０、ＦＣＤｈシステム３０、もしくはそれらの両方に存在する他の不活性ガスを含むことができる。いくつかの実施形態では、水素化供給原料４２は、少なくともアセチレン、水素、ＣＯ、ＭＡ、およびＰＤを含むことができる。水素化供給原料４２は、分解ガスからのＣＯの少なくとも９５％、またはさらには少なくとも９９％、および第１の分離システム４０送られたＦＣＤｈ流出物の一部を含むことができる。水素化供給原料４２はまた、１つ以上の生成物オレフィンを含み得、これは、プロピレン、エチレン、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。水素化供給原料４２はまた、メタン、エタン、プロパン、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない他の炭化水素を含むことができる。

アセチレン枯渇ストリーム４４は、分解ガス２８からのアセチレンの５重量％未満を含むことができる。アセチレン枯渇ストリーム４４は、水素化供給原料４２と比較して、より高い沸点の炭化水素をより高い重量パーセント含むことができる。これらの高い沸点の炭化水素は、ブタン、ブテン、ブタジエン、ペンタン、または他のより高い沸点温度の炭化水素等であるがこれらに限定されない飽和および不飽和炭化水素を含むことができる。

第１の分離システム４０は、フロントエンド構成の蒸気分解システム（ＦＥＤＰ）のための脱プロパン塔であってもよい。第１の分離システム４０がＦＥＤＰとして構成されるとき、水素化供給原料４２は、Ｃ３およびＣ３－炭化水素ならびに非炭化水素ガスを含んでもよい。Ｃ３およびＣ３－炭化水素は、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、およびこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。水素化供給原料４２中の軽質ガスは、水素、ＣＯ、二酸化炭素、窒素、または他の非炭化水素ガスを含むことができる。第１の分離システム４０がＦＥＤＰであるとき、アセチレン枯渇ストリーム４４は、ブタン、ブテン、ブタジエン、ペンタン、ペンテン類（すなわち、ペンテンの様々な異性体のうちの１つ以上）等のＣ４およびＣ４＋炭化水素、ならびに他のＣ４およびＣ４＋炭化水素を含むことができる。第１の分離システム４０がＦＥＤＰであるとき、水素化供給原料４２は、分解ガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４の一部からのアセチレン、ＭＡ、およびＰＤの少なくとも９５％を有することができる。オレフィン製造プロセスにおけるアセチレン水素化の様々フロントエンド構成のさらなる情報については、Ｅｄｇａｒ Ｌ．Ｍｏｈｕｎｄｒｏによる「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｎ Ｃ２ ａｎｄ Ｃ３ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｉｎ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｌａｎｔｓ」１５^ｔｈ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２００３ ＡＩＣＨＥ Ｓｐｒｉｎｇ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ、Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ、ＬＡにおいて見出すことができ、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

図４を参照すると、流出物処理システム３８は、第１の分離システム４０の下流にあるアセチレン水素化装置５０を含むことができる。アセチレン水素化装置５０は、第１の分離システム４０から水素化供給原料４２を受け取るように位置付けすることができる。水素化供給原料４２は、第１の分離システム４０からアセチレン水素化装置５０に送ることができる。水素化供給原料４２は、アセチレン水素化装置５０内の第１の水素化触媒と接触させることができる。水素化供給原料４２を第１の水素化触媒と接触させることで、水素化供給原料４２中のアセチレンの少なくとも一部を水素化させて、水素化流出物５２を生成することができ、これにより、水素化供給原料４２と比較してアセチレン濃度を低下させることができる。水素化流出物５２は、水素化反応からの反応生成物および水素化供給原料４２の未反応成分を含むことができる。アセチレン水素化装置５０は、１つ、２つ、３つ、または３超の水素化反応器等の１つ以上の水素化反応器を含むことができる。アセチレン水素化装置５０の水素化反応器は、第１の水素化触媒の固定床を含む固定床反応器であってもよい。アセチレン水素化装置５０の水素化反応器は、第１の水素化触媒（固体）と気相の反応物との接触によって水素化反応を行うように動作可能な気相反応器であってもよい。

図４を参照すると、いくつかの実施形態では、アセチレン水素化装置５０は、直列に配設された複数の水素化反応器（例えば、第１の水素化反応器１５０、第２の水素化反応器１６０、および第３の水素化反応器１７０）を含むことができる。図４を参照すると、一実施形態では、アセチレン水素化装置５０は、少なくとも第１の水素化反応器１５０、および第１の水素化反応器１５０の下流にある第２の水素化反応器１６０を含むことができる。アセチレン水素化装置５０はまた、第２の水素化反応器１６０の下流に第３の水素化反応器１７０を含むことができる。典型的には、第１の水素化反応器１５０は、水素化供給原料中のアセチレンの大部分を除去し、一方、第２の反応器１６０は、アセチレンの残りを除去し、第３の反応器１７０は、水素化流出物がアセチレン濃度に対して仕様外になるのを防止するための研磨床として機能する。アセチレン水素化装置５０はまた、任意選択で、水素化反応器の各々の間に配置された熱交換器１８０を含むことができる。熱交換器１８０の各々は、水素化反応器１５０、１６０、１７０のうちの１つの下流に位置付けることができ、各水素化反応器１５０、１６０、１７０における発熱性水素化反応から発生した熱を除去するように動作可能であり得る。

水素化供給原料４２は、第１の水素化反応器１５０に送ることができ、これは、水素化供給原料４２から少なくともアセチレンを水素化して、第１の水素化流出物１５２を生成するように動作可能であり得る。第１の水素化流出物１５２は、水素化供給原料４２中のアセチレン濃度よりも低いアセチレン濃度を有することができる。第１の水素化反応器１５０は、閾値アセチレン濃度よりも低い水素化流出物５２中のアセチレン濃度を維持するために、アセチレン水素化装置５０の通常の操作条件中、８５％以上、９０％以上、または９５％以上のアセチレン転化率を有することができる。第１の水素化流出物１５２を熱交換器１８０に送ることによって、第１の水素化流出物１５２から熱を除去することができる。第１の水素化流出物１５２は、第２の水素化反応器１６０に送ることができ、これは、第１の水素化流出物１５２中のアセチレンをさらに水素化して、第２の水素化流出物１６２を生成するように動作可能であり得る。第２の水素化流出物１６２を熱交換器１８０に送ることによって、第２の水素化流出物１６２から熱を除去することができる。第２の水素化流出物１６２は、第３の水素化反応器１７０に送ることができ、これは、第２の水素化流出物１６２中のアセチレンをさらに水素化して、第３の水素化流出物１７２を生成するように動作可能であり得る。第３の水素化流出物１７２を熱交換器１８０に送ることによって、第３の水素化流出物１７２から熱を除去することができる。第３の水素化反応器流出物１７２は、水素化流出物５２としてアセチレン水素化装置５０から出ることができる。

図には示されていないが、アセチレン水素化装置５０は、アセチレン水素化装置５０の１つまたは複数の位置で温度、圧力、またはガス流量を測定するために、温度センサー、圧力センサー、流量計、もしくはこれらの組み合わせの１つまたは複数を含むことができる。温度、圧力、および／またはガス流量は、アセチレン水素化装置５０の複数のアセチレン水素化反応器のうちの１つ以上について、および／またはアセチレン水素化装置５０に導入された水素化供給原料４２について決定することができる。アセチレン水素化装置５０を操作する方法は、アセチレン水素化装置５０の温度、アセチレン水素化装置５０に送られた水素化供給原料４２の温度、またはその両方を決定することを含むことができる。

アセチレン水素化装置５０はまた、水素化供給原料４２、水素化流出物５２、アセチレン水素化装置５０の水素化反応器のうちの１つ以上からの中間流出物、もしくはこれらの組み合わせにおけるＣＯ、水素、あるいは他の成分の濃度を測定するように動作可能なＧＣ分析計等の１つまたは複数の分析計を含むことができる。いくつかの実施形態では、組成分析のためのストリームは、水素化供給原料４２をアセチレン水素化装置５０に導入する前に、水素化供給原料４２から取り出すことができる。代替的に、または追加的に、組成分析のためのストリームは、アセチレン水素化装置５０から出た水素化流出物５２から取り出すことができる。いくつかの実施形態では、組成分析のためのストリームは、アセチレン水素化装置５０の水素化反応器のうちの１つから出た１つ以上の中間流出物ストリームから取り出すことができる。アセチレン水素化装置５０を操作する方法は、アセチレン水素化装置５０内のＣＯ、水素、または他の成分の濃度を決定することを含むことができる。

アセチレン水素化装置５０は、触媒による水素化が、プロピレンおよびエチレンの水素化よりもアセチレンの水素化に対して選択的である条件で操作することができる。第１の水素化触媒は、水素化供給原料４２中の生成物化合物に関連してアセチレンを水素化するのに選択的な触媒であるアセチレン水素化触媒であってもよい。アセチレン水素化装置５０は、下流プロセスへのアセチレンの貫流を防止する変換速度でアセチレンを水素化するのに十分な温度であるが、オレフィンの水素化の増加およびアセチレン水素化装置５０の熱暴走をもたらす温度未満で操作することができる。本明細書でさらに詳細に説明するように、アセチレン水素化装置５０の操作温度は水素化供給原料４２の組成に依存する可能性があるが、アセチレン水素化装置５０の操作温度は、１０℃～１００℃等の１０℃～２００℃であってもよい。アセチレン水素化装置５０の操作温度に影響を与える他の要因には、水素化触媒の種類、水素化触媒の経年数／活性、流量、流入アセチレン濃度、ＣＯ濃度、汚染物質または毒性の存在、他の要因、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これだけに限定されない。アセチレン水素化装置５０は、１００重量ポンド毎平方インチゲージ圧（ｐｓｉｇ）～１０００ｐｓｉｇ（すなわち、約６９０キロパスカル（ｋＰａ）～約６９００ｋＰａ）の圧力で操作することができる。アセチレン水素化装置５０はさらに、１，０００～１４，０００のガス空間速度（ＧＨＳＶ）（１時間毎の触媒の体積当たりの体積）で操作することができる。

通常の操作条件下で操作するとき、アセチレン水素化装置５０の第１の水素化反応器１５０におけるアセチレンの転化率は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を閾値アセチレン濃度以下に維持するのに十分であり得る。いくつかの実施形態では、第１の水素化反応器１５０におけるアセチレン転化率は、通常の操作条件下で、８８％以上、９０％以上、またはさらには９５％以上等、８５％以上であり得る。通常の操作条件下とは、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度以下である、定常状態でのアセチレン水素化装置５０の操作を指す。いくつかの実施形態では、通常の操作条件下で、第１の水素化反応器１５０におけるアセチレン転化率は、８５％～９５％、または８８％～９２％であり得る。

水素化流出物５２とは、アセチレン水素化装置５０の最後の水素化反応器から等、アセチレン水素化装置５０から出た流出物または組成物を指すことができる。水素化流出物５２は、水素化供給原料４２のアセチレン濃度よりも低いアセチレン濃度を有することができる。水素化流出物５２は、下流のオレフィン生成物ユーザまたは顧客が指定することができる閾値アセチレン濃度以下のアセチレン濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、水素化流出物５２は、体積当たりの１００万分の２部（ｐｐｍｖ）以下、１ｐｐｍｖ以下、０．５ｐｐｍｖ以下、またはさらには０．１ｐｐｍｖ以下のアセチレン濃度を有することができる。アセチレン水素化装置５０の第１の水素化触媒および操作条件は、蒸気分解システム２０および／またはＦＣＤｈシステム３０で生成されるプロピレンおよびエチレン等の生成物化合物の水素化に関連してアセチレンを水素化するのに選択的であり得る。

図４を参照すると、流出物処理プロセス３８は、第１の分離システム４０とアセチレン水素化装置５０との間に配置された熱交換器６０を含むことができる。熱交換器６０は、制御バルブ６４を有する側管６２を含むことができる。熱交換器６０を通過する水素化供給原料４２の量および側管６２を介して熱交換器６０を通過する水素化供給原料４２の量を制御することによって、アセチレン水素化装置５０の流入における水素化供給原料４２の温度を上昇または低下させることができる。熱交換器６０の側管を通る水素化供給原料４２の量を制御することにより、アセチレン水素化装置５０の流入における水素化供給原料４２の温度を上昇または低下させることが可能になる。水素化供給原料４２のための熱交換器６０は、化学産業で知られているいずれの型の熱交換器であってもよい。

水素化流出物５２は、第２の分離システム７０に送ることができる。第２の分離システム７０は、水素化流出物５２を、エチレンストリーム７２、プロピレンストリーム７４、プロパンストリーム７６、他の成分ストリーム、またはこれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない複数の成分ストリームに分離するように動作可能な１つまたは複数の装置動作を含むことができる。水素化流出物５２からのＭＡＰＤの最大部分（例えば、９０％を超える）は、第２の分離システム７０から出たプロパンストリーム７６に含めることができる。成分ストリームのうちの１つ以上は、水素化流出物５２のさらなる処理のために、または生成物ストリームとして、第２の分離システム７０の下流にある１つ以上の装置動作および／またはプロセスに送ることができる。下流プロセスには、蒸気圧縮、分離、乾燥、またはその他の操作およびプロセスを挙げることができる。成分ストリームのうちの１つ以上は、反応物または原料として、ポリマー生成プロセス等のさらなる生成プロセスに送ることができる。いくつかの実施形態では、プロパンストリーム７６または他の成分ストリームは、それぞれ、第１の炭化水素供給原料２２および／または第２の炭化水素供給原料３２のうちの少なくとも一部として、蒸気分解システム２０および／またはＦＣＤｈシステム３０に送られるか、またはリサイクルして戻すことができる。

ここで図５を参照すると、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（ｙ軸左）およびアセチレン水素化装置５０のエチレン選択性（ｙ軸右）は、アセチレン水素化装置５０への流入における水素化供給原料４２の温度（ｘ軸）の関数として示されている。図５の線５０２は、水素化流出物５２の閾値アセチレン濃度を表し、この濃度未満では、アセチレンは、オレフィンユーザの要求を満たすのに十分なレベルまで低下したとみなされ、かつ／または触媒の汚染、仕様外の生成物ストリーム、もしくは下流プロセスにおける他の問題を防止あるいは低減することができる。図５に示すように、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（曲線５１０）は、水素化供給原料４２の所与の組成物に対して流入温度の上昇とともに減少する。図５は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度５１０が、アセチレン水素化装置５０への流入温度を減少または上昇させることによって、それぞれ上昇または減少させることができることを示す。曲線５１０の水素化供給原料４２の所与の組成物の温度Ｔ_１は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が、閾値アセチレン濃度５０２以下である最低温度として定義することができる。Ｔ_１よりも高い水素化供給原料４２の温度において、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（５１０）は、閾値アセチレン濃度よりも低い。Ｔ_１よりも低い水素化供給原料４２の温度の場合、水素化流出物５２中のアセチレン濃度（５１０）は、閾値アセチレン濃度よりも高くなり得る。図５の温度Ｔ_１は、水素化供給原料の所与の組成物に対する特定の触媒のクリーンアップ温度とみなすことができる。

また、図５は、水素化供給原料４２の曲線５１０と同じ組成物に対して、流入温度の関数としてアセチレン水素化装置５０のエチレン選択性（曲線５２０）を示す。図５に示すように、エチレン選択性（曲線５２０）は、流入温度の上昇とともに減少する。したがって、アセチレン水素化装置５０への流入温度が上昇するにつれて、アセチレン水素化装置５０のエチレン選択性が減少し、より多くのアセチレンおよび／またはさらにいくつかのエチレンがエチレンに変換されることを示しており、これは、アセチレン水素化装置５０内のエチレンの水素化の増加によって引き起こされ得る。エチレンの水素化が増加すると、熱暴走を導く可能性がある。例えば、温度Ｔ_２よりも高い水素化供給原料４２の温度において、エチレン選択性は、許容できない量のエチレンが水素化を受ける点まで減少する可能性がある。例えば、温度Ｔ_２は、水素化供給原料４２からのエチレンの３％がアセチレン水素化装置５０で反応する暴走温度であり得る。

エチレン水素化反応は発熱性であるため、エチレンおよび他のオレフィンの水素化の増加による追加の熱が放出され、アセチレン水素化装置５０内の温度がさらに上昇する可能性があり、水素化反応をエチレンおよびプロピレンの水素化に向かってさらにシフトさせる。エチレンおよび他のオレフィンの水素化の増加から発生する熱の増加は、アセチレン水素化装置５０の熱暴走を導く可能性がある。前述のように、熱暴走中には２００℃を超える温度上昇が発生するため、アセチレン水素化装置がトリップし、システムの再起動を必要とする可能性がある。加えて、２００℃を超える温度上昇は、水素化触媒ならびに反応器、計器、熱交換器、および他の機器等の機器に損傷を与える可能性があり、また、安全性リスクを高める可能性がある。多くの暴走状況では、熱暴走に起因する触媒性能の深刻な喪失は、触媒の交換を必要とする可能性があり、これは大幅な装置休止時間につながる。また、熱暴走は、エチレンおよびプロピレンの過剰水素化によってオレフィン生成物の喪失を増加させる可能性がある。

再び図５を参照すると、水素化供給原料４２の所与の組成物に対するアセチレン水素化装置５０の温度操作ウィンドウは、クリーンアップ温度（例えば、図５の温度Ｔ_１、それ未満では、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度５０２よりも高くなる）と暴走温度（例えば、温度Ｔ_２、それを超える場合は、エチレン選択性が減少し、オレフィン生成物の水素化により、アセチレン水素化装置５０が熱暴走する可能性がある）との間で定義することができる。

水素化供給原料４２のＣＯ濃度の変化は、アセチレン水素化装置５０の操作ウィンドウを変化させることができる。水素化供給原料４２中のＣＯ濃度を増加させることで、プロセスウィンドウが広がり、水素化供給原料４２の温度に対するプロセスウィンドウがより高い温度に向かってシフトする可能性がある。図５では、曲線５１２は、ＦＣＤｈ流出物が、曲線５１０のＣＯ濃度と比較して、生成物処理システム３８に統合されているとき（例えば、分解ガス２８のみを生成物処理システム３８に送ったとき）等、より高いＣＯ濃度でアセチレン水素化装置５０を操作するための水素化供給原料４２の流入温度の関数として、水素化流出物５２中のアセチレン濃度を表す。水素化供給原料４２の所与の温度において、ＣＯ濃度を増加させることで、アセチレンの転化率が低下する。アセチレン水素化装置５０内のＣＯ濃度を増加させることにより、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度５０２に等しい流入温度Ｔ_３は、曲線５１０（ＣＯ濃度がより低い）の水素化供給原料４２の対応する温度Ｔ_１よりも高くなる。

また、アセチレン水素化装置５０内のＣＯ濃度を増加させることで、エチレン選択性曲線をより高い流入温度に向かってシフトさせることができる。図５を参照すると、曲線５２２は、曲線５２０のＣＯ濃度と比較して、（例えば、ＦＣＤｈ流出物３４が生成物処理システム３８に統合されているとき等）（例えば、分解ガス２８のみを生成物処理システム３８送ったとき）、より高いＣＯ濃度に対する水素化供給原料の流入温度の関数として、アセチレン水素化装置５０のエチレン選択性を表す。図５に示すように、アセチレン水素化装置５０中のＣＯ濃度（曲線５２２）を増加させることで、所与の温度におけるエチレン選択性を増加させることができる。これにより、より低いＣＯ濃度でアセチレン水素化装置５０を操作することと比較して、より高い流入温度でアセチレン水素化装置５０の操作を可能にすることができる。しかしながら、ＦＣＤｈ流出物３４の流れの突然の減少または完全な喪失による水素化供給原料中のＣＯ濃度の突然の減少は、プロセスを低級オレフィン選択性に潜在的にシフトさせるだけでなく、エチレンおよび／またはプロピレン等のオレフィン生成物の水素化を増加させる同じ温度で水素化装置内の触媒活性を大幅に増加させることができ、これは、本明細書で前述したように、熱暴走を導く可能性がある。

再び図１を参照すると、蒸気分解システム２０およびＦＣＤｈシステム３０は、これらのプロセスが共通の流出物処理システム３８を共有するように統合することができ、これには、少なくとも第１の分離システム４０、アセチレン水素化装置５０、第２の分離システム７０、およびＭＡＰＤ水素化装置８０を含むことができる。蒸気分解システム２０を操作することができ、分解ガス２８を生成物処理システム３８に送ることができる。また、ＦＣＤｈシステム３０を操作することができ、ＦＣＤｈシステム３０からのＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部を生成物処理システム３８に統合することができる。ＦＣＤｈ流出物３４の一部は、ＦＣＤｈ流出物３４の一部を第１の分離システム４０に送る、ＦＣＤｈ流出物３４の一部を第１の分離システム４０の上流にある分解ガス２８と組み合わせる、またはそれらの両方を行うことによって、生成物処理システム３８に統合することができる。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４全体は、第１の分離システム４０に送る、分解ガス２８と組み合わせる、またはそれらの両方を行うことができる。いくつかの実施形態では、ＦＣＤｈ流出物３４の一部のみを第１の分離システム４０に送る、分解ガス２８と組み合わせる、またはそれらの両方を行うことができる。残りのＦＣＤｈ流出物は、ＦＣＤｈシステム３０にリサイクルして戻すか、またはＦＣＤｈ流出物リサイクル３６を介して第２の炭化水素供給原料３２と組み合わせて戻すことができる。加えて、いくつかの実施形態では、第１の分離システム４０に送った、分解ガス２８と組み合わせた、またはそれらの両方を行ったＦＣＤｈ流出物３４の一部は、すでに生成物処理システム３８に入っているＦＣＤｈ流出物の第１の部分を補うＦＣＤｈ流出物の第２の部分であり得る。

前述のように、ＦＣＤｈ流出物３４中のＣＯ濃度は、分解ガス２８中のＣＯ濃度よりも高くてもよい。分解ガス２８は、５０ｐｐｍｖ～４００ｐｐｍｖのＣＯ濃度を有することができる。ＦＣＤｈ流出物３４は、１０００ｐｐｍｖ～２０００ｐｐｍｖ等の５００ｐｐｍｖ～２４００ｐｐｍｖのＣＯ濃度を有することができる。分解ガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４の一部の両方が流出物処理システム３８に送られたとき、水素化供給原料４２中のＣＯの量は、分解ガス２８中のＣＯの量よりも多くてもよい。

ＦＣＤｈシステム３０の装置トリップは、ＦＣＤｈシステム３０を完全に停止させるか、またはＦＣＤｈリサイクル３６を通してＦＣＤｈ流出物３４の大部分をＦＣＤｈシステム３０にリサイクルして戻すことができる。これが起きたとき、ＦＣＤｈ流出物３４の生成物処理システム３８への流れは、突然低下する（例えば、ＦＣＤｈシステム３０へのリサイクル戻しの増加による）か、または排除される（例えば、ＦＣＤｈシステム３０の完全な停止およびＦＣＤｈ流出物３４の流量のゼロへの突然の低下、またはＦＣＤｈシステム３０と流出物処理システム３８との完全な切断）可能性がある。ＦＣＤｈ流出物３４の一部の第１の分離システム４０への流れの突然の実質的な低下または完全な喪失（例えば、直接もしくは分解ガス２８との組み合わせ）は、アセチレン水素化装置５０への水素化供給原料４２中のＣＯ濃度の突然の減少をもたらす可能性がある。

前述のように、水素化供給原料４２中のＣＯ濃度を減少させることで、アセチレン水素化装置５０内のＣＯ濃度が減少し、アセチレン水素化装置５０内のエチレンおよび他のオレフィン生成物の水素化が増加し、それにより、エチレン選択性が減少する可能性がある。ＦＣＤｈ流出物３４の流出物処理システム３８への流れの突然の減少または完全な喪失による水素化供給原料４２中のＣＯ濃度の突然の減少は、水素化触媒の活性を増加させ、一定温度でアセチレンの水素化反応の反応速度を増加させることができる。反応速度の増加は、エチレンおよび他の生成物オレフィンの水素化を増加させ、エチレン選択性を低下させる可能性がある。また、ＦＣＤｈ流出物３４の流れの突然の低下または完全な喪失は、水素化供給原料４２の質量流量およびアセチレン水素化装置５０を通る質量流量の突然の減少をもたらす可能性がある。これは、水素化供給原料のより小さなガス空間速度または滞留時間を導く可能性があり、これはまた、アセチレン水素化装置５０内のエチレンおよび他の生成物オレフィンの水素化を増加させることができる。前述のように、アセチレン水素化装置５０内のエチレンおよび他のオレフィンの水素化の増加は、アセチレン水素化装置５０の熱暴走を導く可能性があり、これは、本明細書で前述したように、生成物オレフィンの収率を低下させ、機器および触媒に損傷を与える可能性がある。

アセチレン水素化装置５０内の第１の水素化触媒は、ＣＯ濃度の変化に対する感度が低下した水素化触媒であり得る。例えば、第１の水素化触媒は、広い温度動作範囲を有することができ、これにより、水素化供給原料４２中のＣＯ濃度の突然の増加および／または減少に対する第１の水素化触媒の感度を低下させることができる。本明細書における温度動作範囲とは、分解装置２０、ＦＣＤｈ装置３０、およびフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）を有する第１の分離システム４０を含む統合プロセス１０のアセチレン水素化装置５０のクリーンアップ温度と暴走温度との間の差を指すことができる。第１の水素化触媒の広い温度動作範囲により、水素化供給原料４２中のエチレンの少なくとも３％が水素化される温度に達することなく、ＣＯ濃度の突然の減少に応答してアセチレン水素化装置５０内の温度をより大きく上昇させることができる。いくつかの実施形態では、第１の水素化触媒は、ＦＣＤｈシステム３０からのＦＣＤｈ流出物３４の流れの突然の喪失に応答して、アセチレン水素化装置５０の熱暴走を低減または防止するのに十分な温度動作範囲を有することができる。いくつかの実施形態では、第１の水素化触媒は、第１の分離システム４０がＦＥＤＰ構成を有する統合システム１０のアセチレン水素化装置５０で使用されるとき、水素化供給原料４２の所与の組成物について、４０℃以上、４５℃以上、またはさらには５０℃以上の温度動作範囲を有することができる。

いくつかの実施形態では、第１の水素化触媒は、広い温度操作ウィンドウを備えた市販のＰｄ－Ａｇ系の選択的な水素化触媒とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の水素化触媒は、フロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）構成を有する流出物処理システムにおけるアセチレン水素化のために市販されているアセチレン水素化触媒であり得る。広い温度操作ウィンドウを備えたこれらの種類の選択的な水素化触媒は、現在のところ、蒸気分解装置２０、およびＭＡＰＤを水素化するための活性が不十分であるため、フロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）構成を備えた第１の分離システム４０を有する統合プロセス１０の選択的な水素化には適用されていない。蒸気分解装置２０、およびフロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）構成を備えた第１の分離システム４０を有する統合プロセス１０の場合、広い温度動作範囲を有する選択的なアセチレン水素化触媒は、これらの活性が、水素化供給原料４２がＭＡＰＤの有意な濃度を有さないときにアセチレン除去に許容できるため、市販されている。いくつかの実施形態では、第１の水素化触媒は、ＦＥＤＰ構成を有する分解機システムの選択的な水素化触媒、またはＦＥＤＥ構成を有する分解機システムの選択的な水素化触媒とすることができる。

４０℃以上の温度動作範囲を有する第１の水素化触媒の利用は、ＦＣＤｈシステム３０からのＦＣＤｈ流出物３４の流れの喪失に応答して、アセチレン水素化装置５０の熱暴走を低減または防止することができる。しかしながら、広い操作ウィンドウを備えた第１の水素化触媒は、他のアセチレン水素化触媒と比較して、メチルアセチレン（ＭＡ）およびプロパジエン（ＰＤ）の水素化に対する有効性が低下する可能性がある。水素化供給原料４２をアセチレン水素化装置５０内の第１の水素化触媒と接触させることで、アセチレン水素化装置５０内のＭＡの転化率が７５％以下、７０％以下、６０％以下、またはさらには４０％以下等、８０％以下になる可能性がある。同様に、水素化供給原料４２をアセチレン水素化装置５０内の第１の水素化触媒と接触させることで、アセチレン水素化装置５０内のＰＤの転化率が８％以下、５％以下、またはさらには１％以下等、１０％以下になる可能性がある。従来の水素化触媒と比較して、第１の水素化によるＭＡおよびＰＤの転化率の低下は、ＦＥＤＥ構成では、第１の分離システム４０がＭＡおよびＰＤをアセチレン枯渇ストリームに分離し、アセチレン水素化装置５０に送らないので、流出物処理システム３８がＦＥＤＥ構成を有するときには問題を引き起こさない。したがって、ＦＥＤＥ構成では、ＭＡおよびＰＤは、アセチレン水素化装置５０に送られない。しかしながら、流出物処理システム３８がＦＥＤＰ構成を有するとき、第１の分離システム４０は、ＭＡおよびＰＤの大部分を水素化供給原料４２に分離し、次に、これらをアセチレン水素化装置５０に送る。４０℃以上の温度動作範囲を有する第１の水素化触媒が使用されるとき、アセチレン水素化装置５０内のＭＡおよびＰＤの低い転化率は、水素化流出物５２中にかなりの量のＭＡおよびＰＤをもたらす可能性がある。水素化流出物５２中のＭＡＰＤは、ＭＡおよび／またはＰＤを含むストリームがＦＣＤｈシステム３０等のオレフィン生成プロセスにリサイクルして戻されるか、または下流プロセスに送られるときに、コークスの生成を増加させる可能性がある。加えて、オレフィンユーザからの仕様では、ＭＡおよびＰＤの濃度をこれらの化合物の閾値濃度よりも低くする必要があり得る。

再び図１を参照すると、前述のように、流出物処理システム３８は、アセチレン水素化装置５０の下流にあるＭＡＰＤ水素化装置８０を含むことができる。ＭＡＰＤ水素化装置８０は、水素化流出物５２の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させるように動作可能であり得る。ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られる水素化流出物５２の少なくとも一部は、８重量％以下、またはさらには６重量％以下等、１０重量％以下のＭＡおよびＰＤの合計濃度を有することができる。ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られる水素化流出物５２の一部は、プロパン、プロピレン、またはこれらの組み合わせのうちの１つ以上を含むことができるが、これらに限定されない。

水素化流出物５２の一部を第２の水素化触媒と接触させることは、水素の存在下で行うことができる。水素化流出物５２の一部を第２の水素化触媒と接触させることで、水素化流出物５２の一部のＭＡおよびＰＤの少なくとも一部を水素化して、ＭＡＰＤ水素化流出物８２を生成することができる。いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られた水素化流出物５２の一部は、水素を含むことができる。他の実施形態では、補助水素ストリーム７９は、ＭＡＰＤ水素化装置８０に送ることができる。

ＭＡＰＤ水素化装置８０は、１つ、２つ、３つ、または３超のＭＡＰＤ水素化反応器等の１つ以上のＭＡＰＤ水素化反応器を含むことができる。ＭＡＰＤ水素化反応器の各々は、第２の水素化触媒の固定床を含む固定床反応器であり得る。ＭＡＰＤ水素化装置８０のＭＡＰＤ水素化反応器は、第２の水素化触媒（固体）と気相の反応物との接触によって水素化反応を行うように動作可能な気相反応器であり得る。

第２の水素化触媒は、ＭＡおよびＰＤを水素化するように動作可能な触媒であってもよい。第２の水素化触媒は、ＭＡおよびＰＤをプロピレン、プロパン、またはそれらの両方の組み合わせに水素化するのに有効な任意の市販の水素化触媒であってもよい。第２の水素化触媒は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、またはＣｕ系の担持触媒、またはそれらの組み合わせ等であるがこれらに限定されない従来の完全水素化触媒とすることができる。いくつかの実施形態では、第２の水素化触媒は、第１の水素化触媒とは異なる。ＭＡＰＤ水素化装置８０は、水素化流出物５２からのＭＡおよびＰＤのうちの少なくとも一部（例えば、第２の分離システム７０からのプロパンストリーム７６中のＭＡ／ＰＤ）を水素化してＭＡ／ＰＤ枯渇ストリーム８２を生成するのに十分な条件下で操作することができる。ＭＡＰＤ水素化装置８０は、ＭＡ／ＰＤの下流プロセスへの貫流を防止する変換速度でＭＡ／ＰＤを水素化するのに十分な温度で操作することができる。ＭＡＰＤ水素化装置８０の操作温度は、１０℃～１００℃等、１０℃～２００℃であってもよいが、ＭＡＰＤ水素化装置８０の操作温度は、ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られた水素化流出物５２の一部の組成に依存する可能性がある。ＭＡＰＤ水素化装置８０の操作温度に影響を与える他の要因には、第２の水素化触媒の種類、第２の水素化触媒の経年数／活性、流量、ＭＡおよびＰＤの流入濃度、汚染物質または毒性の存在、他の要因、またはこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。ＭＡＰＤ水素化装置８０は、第２の水素化触媒を用いて、１００重量ポンド毎平方インチゲージ圧（ｐｓｉｇ）～１０００ｐｓｉｇ（すなわち、約６９０キロパスカル（ｋＰａ）～約６９００ｋＰａ）の圧力で操作することができる。

図１を参照すると、いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られた水素化流出物５２の一部は、プロパンストリーム７６等、第２の分離システム７０からの１つ以上の流出物ストリームを含むことができる。水素化流出物５２は、第２の分離システム７０に送ることができ、第２の分離システム７０は、水素化流出物５２を少なくともエチレンストリーム７２、プロピレンストリーム７４、およびプロパンストリーム７６に分離するように動作可能であり得る。プロパンストリーム７６は、ＭＡおよびＰＤを含むことができ、ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られた水素化流出物５２の一部であり得る。ＭＡＰＤ水素化装置８０は、水素の存在下でプロパンストリーム７６を第２の水素化触媒と接触させて、プロパンストリーム７６からのＭＡおよびＰＤの少なくとも一部を水素化して、ＭＡＰＤ水素化流出物８２を生成するように動作可能であり得る。いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、リサイクルプロパンストリームとしてＦＣＤｈシステム３０に送るか、ＦＣＤｈシステム３０の上流にある第２の炭化水素ストリーム３２と組み合わせるか、またはそれらの両方を行うことができる。いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、ＦＣＤｈシステム３０の上流で、補助プロパンストリーム等の補助炭化水素ストリーム８４と組み合わせて、組み合わせたストリーム８６を生成することができ、これは、ＦＣＤｈシステム３０に送られるか、またはＦＣＤｈシステム３０の上流にある第２の炭化水素供給原料３２と組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、第２の炭化水素供給原料３２は、補助炭化水素ストリーム８４であり得、また、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、ＦＣＤｈシステム３０の上流でこれらと組み合わせることができる。図１に示すように、補助炭化水素ストリーム８４の少なくとも一部は、蒸気分解装置２０に送ることができる。

ここで図６を参照すると、いくつかの実施形態では、補助炭化水素ストリーム８４はまた、ＭＡＰＤ水素化装置８０に送られ、ＦＣＤｈシステム３０に送られる前に第２の水素化触媒と接触させることができる。補助炭化水素ストリーム８４の供給源に応じて、補助炭化水素ストリーム８４は、様々なアルケン、アルキン、芳香族化合物、またはこれらの組み合わせを含むことができるがこれらに限定されない様々な不飽和炭化水素化合物を含むことができる。いくつかの実施形態では、補助炭化水素ストリーム８４は、ＭＡ、ＰＤ、またはそれらの両方を含むことができる。補助炭化水素ストリーム８４中のこれらの不飽和炭化水素不純物は、操作条件でＦＣＤｈシステム３０内にコークスを生成する可能性がある。補助炭化水素ストリーム８４中の不飽和炭化水素不純物によって生成された追加のコークスは、ＦＣＤｈシステム３０内の触媒の活性を低下させ、それにより、ＦＣＤｈシステム３０の収率、選択性、またはそれらの両方を低下させる可能性がある。追加のコークス形成はまた、長期的には動作の困難を導く可能性がある。補助炭化水素ストリーム８４をＭＡＰＤ水素化装置８０内の第２の水素化触媒と接触させることで、補助炭化水素ストリーム８４中の不飽和炭化水素不純物の少なくとも一部を水素化し、それにより、ＦＣＤｈシステム３０に入る不飽和炭化水素不純物の量を低下させることができる。

再び図６を参照すると、いくつかの実施形態では、補助炭化水素ストリーム８４は、ＭＡＰＤ水素化装置８０の上流にある水素化流出物５２（例えば、プロパンストリーム７６）の少なくとも一部と組み合わせることができる。他の実施形態では、補助炭化水素ストリーム８４および水素化流出物５２の一部は、ＭＡＰＤ水素化装置８０に別々に送ることができる。次に、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、ＭＡＰＤ水素化装置８０からＦＣＤｈシステム３０に送ることができる。いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、ＦＣＤｈシステム３０の上流にある第２の炭化水素供給原料３２と組み合わせることができるか、または第２の炭化水素供給原料３２とは別にＦＣＤｈシステム３０に送ることができる。いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、ＦＣＤｈシステム３０に送られた第２の炭化水素供給原料３２であり得る。

いくつかの実施形態では、補助炭化水素ストリーム８４の少なくとも一部は、蒸気分解システム２０に送ることができる。補助炭化水素ストリーム８４の一部は、蒸気分解システム２０の上流にある第１の炭化水素供給原料２２と組み合わせることができるか、または別々に蒸気分解システム２０に送ることができる。補助炭化水素ストリーム８４の一部は、ＭＡＰＤ水素化装置８０を通過することなく、蒸気分解システム２０に送ることができる。

ここで図７を参照すると、ＦＣＤｈオレフィン生成プロセス１００が概略的に示されている。図７に示すプロセスは、蒸気分解システム２０と統合されていない専用の流出物処理システム１３８を備えたＦＣＤｈシステム３０、または任意の他のオレフィン生成プロセスを含む。プロセス１００では、ＦＣＤｈシステム３０からのＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部は、水素化供給原料１４２として水素化装置１５０に送ることができる。水素化供給原料１４２は、少なくともＣＯ、水素、アセチレン、ＭＡ、およびＰＤを含むことができる。水素化供給原料１４２はさらに、オレフィン化合物および／または他のガスを含むことができる。水素化供給原料１４２は、水素化供給原料４２について本明細書で前述した組成物、成分、または特性のいずれかを有することができる。水素化供給原料１４２は、熱交換器１６０を通過して水素化装置１５０に送ることができる。

ＦＣＤｈシステム３０が蒸気分解システム２０と統合されていない独立型ＦＣＤｈプロセス１００では、水素化供給原料１４２の水素化装置１５０へのＣＯ濃度の突然の変化は、もはや問題ではない。専用の流出物処理システム１３８を有する独立型ＦＣＤプロセス１００の場合、水素化装置１５０は、アセチレン、ＭＡ、およびＰＤを水素化するために選択的である重大性が高い選択的な水素化触媒であり得る第３の水素化触媒を含むことができる。第３の水素化触媒は、市販の重大性が高い任意の選択的な水素化触媒を含むことができる。水素化供給原料１４２は、水素化装置１５０内の第３の水素化触媒と接触させて、水素化流出物１５２を生成することができる。水素化供給原料１４２と第３の水素化触媒との接触は、水素化供給原料１４２からのアセチレン、ＭＡ、およびＰＤの少なくとも一部を水素化して、これらの化合物の閾値濃度未満のアセチレン、ＭＡ、およびＰＤの濃度を有する水素化流出物１５２を生成することができる。

水素化流出物１５２は、第２の分離システム１７０に送ることができ、第２の分離システム１７０は、水素化流出物１５２を、エチレンストリーム１７２、プロピレンストリーム１７４、プロパンストリーム１７６、他のストリーム、またはこれらのストリームの組み合わせ等であるがこれらに限定されない複数の炭化水素蒸気に分離するように動作可能であり得る。重大性が高い選択的な水素化触媒を使用できるので、独立型ＦＣＤｈプロセス１００の専用の流出物処理システム１３８は、プロパンストリーム１７６をＦＣＤｈシステム３０に送り戻す前にプロパンストリーム１７６からＭＡおよびＰＤをさらに除去するための追加の水素化装置を含まなくてもよい。

再び図１を参照すると、オレフィンを生成するための統合システム１０を操作するための方法は、水素化供給原料４２を第１の水素化触媒と接触させて水素化流出物５２を生成することを含むことができる。水素化供給原料４２は、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物の少なくとも一部、および第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物の少なくとも一部を含むことができる。水素化供給原料４２は、少なくとも水素、エチレン、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含むことができる。水素化供給原料４２は、水素化供給原料４２について本明細書で前述した任意の他の組成物、特性、または特徴を有することができる。いくつかの実施形態では、水素化供給原料４２は、第１のプロセス流出物（例えば、分解ガス２８）、第２のプロセス流出物（例えば、ＦＣＤｈ流出物３４の一部）、またはそれらの両方からのＣＯの少なくとも９５％を含むことができる。第１の水素化触媒は、少なくとも４０℃の温度動作範囲を有する水素化触媒を含むことができ、温度範囲は、所与の水素化供給組成物における暴走温度とクリーンアップ温度との間の差であり、暴走温度は、水素化供給原料４２中のエチレンの３％が反応する温度であり、クリーンアップ温度は、水素化流出物５２中のアセチレン濃度が、１ｐｐｍ、または下流のオレフィンユーザもしくは顧客が設定した他の閾値アセチレン濃度に等しい温度である。水素化流出物５２は、ＭＡ、ＰＤ、またはそれらの両方を含むことができる。水素化流出物５２は、水素化流出物５２について本明細書で前述した任意の他の成分、特性、または特徴を有することができる。４０℃以上の温度動作範囲を有する第１の水素化触媒は、第１のプロセス流出物または第２のプロセス流出物の流れの中断に応答して、アセチレン水素化装置５０の熱暴走を低減または防止することができる。

この方法は、水素化流出物５２の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させることをさらに含むことができ、この接触により、水素化流出物５２からのＭＡ、ＰＤ、またはそれらの両方の少なくとも一部を水素化させて、ＭＡＰＤ水素化流出物８２を生成する。いくつかの実施形態では、第２の水素化触媒と接触した水素化流出物５２の一部におけるＭＡおよびＰＤの合計濃度は、１０重量％以下であり得る。ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、ＭＡＰＤ水素化流出物８２について本明細書で前述した組成物、特性、または特徴のいずれかを有することができる。

図１を参照すると、いくつかの実施形態では、第１のプロセス流出物は、蒸気分解システム２０で第１の炭化水素供給原料２２の少なくとも一部を分解することによって生成された分解ガス２８を含むことができる。分解ガス２８は、少なくとも水素、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２のプロセス流出物は、ＦＣＤｈシステム３０で第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部を脱水素化することによって生成されたＦＣＤｈ流出物３４の少なくとも一部を含むことができる。ＦＣＤｈ流出物３４の一部は、少なくとも水素および一酸化炭素を含むことができる。いくつかの実施形態では、この方法は、蒸気分解システム２０で第１の炭化水素供給原料２２の少なくとも一部を分解して、少なくとも水素、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含む分解ガス２８を生成することを含むことができる。いくつかの実施形態では、この方法は、ＦＣＤｈシステム３０で第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部を脱水素化して、少なくとも水素および一酸化炭素を含むＦＣＤｈ流出物３４を生成することをさらに含むことができる。蒸気分解システム２０およびＦＣＤｈシステム３０は、これらのシステムについて本明細書で前述した特長、特徴、または操作条件のいずれかを有することができる。第１の炭化水素供給原料２２、第２の炭化水素供給原料３２、分解ガス２８、およびＦＣＤｈ流出物３４は、それぞれ、これらのストリームについて本明細書で前述した組成物、特性、または特徴のいずれかを有することができる。

前述のように、水素化供給原料４２は、アセチレン水素化装置５０内の第１の水素化触媒と接触させることができる。いくつかの実施形態では、この方法は、水素化供給原料４２をアセチレン水素化装置５０に送ることをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、水素化供給原料４２とアセチレン水素化装置５０内の第１の水素化触媒との接触は、８０％未満の水素化供給原料４２からのＭＡの転化率を生成することができる。いくつかの実施形態では、水素化供給原料４２と第１の水素化触媒との接触は、水素化供給原料４２から１０％未満のＰＤの転化率を生成することができる。

さらに図１を参照すると、いくつかの実施形態では、この方法は、ＭＡＰＤ水素化流出物８２の少なくとも一部をＦＣＤｈシステム３０に送ることをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、ＭＡＰＤ水素化流出物８２は、プロパンストリームを含むことができる。いくつかの実施形態では、この方法は、補助水素ストリーム７９をＭＡＰＤ水素化装置８０に送ることをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、この方法は、水素化流出物５２の一部をＭＡＰＤ水素化装置８０内の第２の水素化触媒と接触させる前または接触中に、第２の炭化水素供給原料３２の少なくとも一部を水素化流出物５２の一部（例えば、プロパンストリーム７６）と組み合わせることをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、この方法は、第１のプロセス流出物および第２のプロセス流出物（例えば、分解ガス２８およびＦＣＤｈ流出物３４の一部）を水素化供給原料４２およびアセチレン枯渇ストリーム４４に分離することをさらに含むことができる。第１のプロセス流出物および第２のプロセス流出物を水素化供給原料４２およびアセチレン枯渇ストリーム４４に分離するための第１の分離システム４０は、ＦＥＤＰ構成を有することができる。

本開示の実施形態は、以下の実施例によってさらに明確にされ、これは、現在記載されている開示および／または特許請求された実施形態を限定するものとして解釈されるべきではない。

実施例１：ＦＣＤｈ流出物の生成および分析
実施例１では、ＦＣＤｈ流出物が生成され、Ｃ３＋化合物およびＣ３－化合物に関する組成について分析された。プロパン脱水素は、改良されたＤａｖｉｓｏｎ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｒｉｓｅｒ（ＤＣＲ）パイロット装置で実施され、このパイロット装置では、再生セクションにおいてその場で燃料燃焼が実施される。おおよそ４１００グラムのＧａ－Ｐｔ担持触媒が循環システムに充填され、約９０ｇの触媒が常時反応器内に存在するものとして計算された。ライザー（反応器）への流入温度は６３０℃に制御され、圧力は９０キロパスカル（ｋＰａ）のゲージ圧（１３ｐｓｉｇまたは１９１ｋＰａ／２７．７ｐｓｉａの絶対圧力）に設定された。高純度プロパンをシステムに注入して、１時間当たり約３．５のプロパンの重量空間速度（ＷＨＳＶ）を達成した。窒素（Ｎ_２）は、主に触媒のキャリアガスとしてシステムに同時供給された。プロパンの分圧は、ゲージ圧で約３０ｋＰａ（４．３ｐｓｉｇ）程度であった。触媒再生の温度は、７００℃～７５０℃の範囲であった。高純度メタン（ＣＨ_４）は、再生器で燃料ガスとして使用され、１時間当たり５０標準リットルの速度で注入された。

反応器システムは、定常状態動作を達成するのに十分な期間にわたって動作し、その時点で、反応器システムからのＦＣＤｈ流出物のサンプルが収集され、オンラインＭａｘｕｍ ＧＣを使用して組成について分析された。具体的には、ＦＣＤｈ流出物は、ＣＯ、二酸化炭素（ＣＯ_２）、Ｃ_２ならびにＣ_２－化合物（水素を含む）、およびＣ_３化合物の濃度を決定するために分析された。結果を以下の表１に示す。

データは、ＦＣＤｈ流出物中のＣＯ濃度が、アセチレン水素化装置への典型的な水素化供給原料中のＣＯ濃度よりもはるかに高くなる可能性があり、水素化供給原料は、蒸気分解システムからの分解ガスのみを含むことを示している。分解ガスのみが分離器に導入されたときの水素化供給原料中のＣＯの典型的な濃度は、フロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）構成およびフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）構成について表２に示している。加えて、ＦＣＤｈ流出物中のアセチレン濃度は、５０ｐｐｍｖ未満であり、ＦＣＤｈ流出物中のメチルアセチレン（ＭＡ）およびプロパジエン（ＰＤ）濃度（表１には記載されていない）は、それぞれ３００ｐｐｍｖ未満および１００ｐｐｍｖ未満であった。

したがって、ＦＣＤｈ流出物がもたらしたこれらの高度不飽和分子の量は、蒸気分解システムからの分解ガスがもたらしたアセチレン、ＭＡ、およびＰＤの量よりも実質的に少ないことがわかった。以下の表２には、分解ガスのみが第１の分離システムに導入されたときの水素化供給原料中のアセチレンおよびＭＡ／ＰＤの典型的な濃度を示している。表２には、フロントエンド脱エタン塔（ＦＥＤＥ）およびフロントエンド脱プロパン塔（ＦＥＤＰ）構成のデータを示している。

実施例２～４および比較例５～７の選択的な水素化反応を行うための実験準備
以下の実施例および比較例では、アセチレン、ＭＡ、およびＰＤを含む水素化供給原料の選択的な水素化は、２つの同一の内径１／２インチの反応器（第１の反応器および第２の反応器）を平行して操作する等温のアセチレン水素化装置で行われた。３０～４０グラムの水素化触媒を第１の反応器と第２の反応器の各々に置いた。第１の反応器と第２の反応器の各々には、温度プロファイルを監視し、等温の温度分布条件が達成されたかどうかを判断するために、１０個の均等に分散された熱電対が含まれていた。内部標準として窒素を使用し、平衡ガスとしてメタン（ＣＨ_４）を使用した。

ＦＥＤＰ構成を有する第１の分離システムで得られた分解機装置からの炭化水素供給原料の組成を次の表３に示す。

アセチレン水素化装置の全体的なＧＨＳＶは、ＦＣＤｈ流出物なしで５０００時間^－１である。実施例１のＦＣＤｈ流出物の組成物は、ＦＣＤｈ流出物の組成物として使用される。簡単にするために、ＦＣＤｈ流出物からの水素化供給原料中のＣＯ濃度を１２００ｐｐｍにした。ＦＣＤｈ流出物がもたらしたアセチレン、ＭＡ、およびＰＤは、分解ガスがもたらした量と比較してそのレベルが比較的低いため、含まれていなかった。

実施例２～実施例４：広い温度動作範囲を有する第１の水素化触媒を使用した水素化供給原料の水素化
実施例２～実施例４では、水素化供給原料の水素化（表３）は、４０℃を超える広い温度動作範囲を有する第１の水素化触媒（触媒Ａ）を使用して行われた。第１の水素化触媒の温度動作範囲は、水素化供給原料の組成に依存する。水素化供給原料の各組成による各触媒の温度動作範囲を次の表４に示す。実施例２では、水素化供給原料は、分解ガスがもたらした成分のみを含んでいた。実施例２の水素化供給原料の組成は、上記の表３に示されている。実施例３について、水素化供給原料は、２：１の流量比に基づいて決定され、この流量比は、分解ガスがもたらしたＣ３／Ｃ３－成分の量とＦＣＤｈ流出物がもたらしたＣ３／Ｃ３成分の量との比率である。実施例４について、水素化供給原料は、１２：１の流量比に基づいて決定された。実施例３および実施例４について、ＦＣＤｈシステムの装置トリップは、ＦＣＤｈシステムがもたらした成分を排除することによってシミュレーションされた。

実施例２～実施例４の各々について、反応器システムは、定常状態動作を達成するのに十分な期間にわたって動作し、その時点で、反応器システムからの水素化流出物のサンプルが収集され、当技術分野で知られている技術を使用して組成について分析された。具体的には、水素化流出物の組成を分析し、エチレン選択性、ＭＡ転化率、およびＰＤ転化率を決定した。加えて、実施例２～実施例４の各水素化供給組成物について、クリーンアップ温度および第１の水素化触媒の温度動作範囲が決定された。実施例３および実施例４について、ＦＣＤｈシステムの装置トリップのシミュレーション時の反応器のデルタＴ（ΔＴ）の変化が決定された。実施例２～実施例４の各々について、エチレン選択性、ＭＡ転化率、ＰＤ転化率、クリーンアップ温度、第１の水素化触媒の温度動作範囲、および反応器のデルタＴの変化を表４に示す。

比較例５～比較例７：従来の水素化触媒を使用した水素化供給原料の水素化
比較例５～比較例７では、水素化供給原料の水素化は、従来の水素化触媒（触媒Ｂ）を使用して行われた。第１の水素化触媒の温度動作範囲は、水素化供給原料の組成に依存する。水素化供給原料の各組成による各触媒の温度動作範囲を次の表４に示す。比較例５では、水素化供給原料は、分解ガスがもたらしたＣ３／Ｃ３－成分のみを含んでいた。比較例５の水素化供給原料の組成は、上記の表３に示されている。比較例６について、水素化供給原料は、２：１の流量比に基づいて決定され、比較例７については、水素化供給原料は、１２：１の流量比に基づいて決定された。比較例６および比較例７について、ＦＣＤｈシステムの装置トリップは、ＦＣＤｈシステムがもたらした成分を排除することによってシミュレーションされた。

比較例５～比較例７の各々について、反応器システムは、定常状態動作を達成するのに十分な期間にわたって動作し、その時点で、反応器システムからの水素化流出物のサンプルが収集され、ＧＣを使用して組成について分析された。具体的には、水素化流出物の組成を分析し、エチレン選択性、ＭＡ転化率、およびＰＤ転化率を決定した。加えて、比較例５～比較例７の各水素化供給組成物について、クリーンアップ温度および従来の水素化触媒の温度動作範囲が決定された。比較例６および比較例７の各々について、ＦＣＤｈシステムの装置トリップのシミュレーション時の反応器のデルタＴの変化が決定された。比較例５～比較例７の各々について、エチレン選択性、ＭＡ転化率、ＰＤ転化率、クリーンアップ温度、従来の水素化触媒の温度動作範囲、およびの反応器のデルタＴの変化を表４に示す。

実施例２～４と比較例５～７との比較
表４は、実施例２～実施例４および比較例５～比較例７の各々について、エチレン選択性、ＭＡ転化率、ＰＤ転化率、クリーンアップ温度、触媒の温度動作範囲、および反応器のデルタＴの変化を示す。

上記の表４に示すように、第１の水素化触媒である触媒Ａは、触媒Ｂと比較して実質的に大きな温度動作範囲を有していた。また、表４の結果は、より大きな温度動作範囲を有する触媒Ａは、ＦＣＤｈシステムの装置トリップのシミュレーションに応答して反応器のデルタＴの変化が１未満であることを示している。触媒ＡのデルタＴのこの変化は、ＦＣＤｈシステムの装置トリップのシミュレーションに応答して、比較例６および比較例７の触媒ＢのデルタＴの変化よりも小さかった。これは、触媒ＡがＣＯ濃度の変化に対する感度が低く、ＦＣＤｈシステムの装置トリップ中等、ＦＣＤｈ流出物の突然の流れの喪失に応答してアセチレン水素化反応器が熱暴走する可能性を低減または防止することができることを示す。また、実施例２～実施例４の触媒Ａは、比較例５～比較例７の触媒Ｂと比較して、より高いエチレン選択性をもたらした。

表４はまた、より大きい温度動作範囲を有する触媒Ａが、ＭＡおよびＰＤのより低い転化率を提供することができることを示している。したがって、水素化流出物の一部をＭＡＰＤ水素化装置に送る等の追加の水素化ステップは、ＭＡおよびＰＤをエチレンおよび／またはエタンにさらに変換して、水素化流出物中のこれらの成分濃度を低下させるのを助けることができる。

以下の特許請求の範囲のうちの１つ以上は、用語「ここで」を移行句として利用していることに留意されたい。本発明を定義する目的で、この用語は、構造の一連の特徴の列挙を導入するために使用される制限のない移行句として特許請求の範囲に導入され、より一般的に使用される制限のないプリアンブル用語「を含む」と同様に解釈されるべきであることに留意されたい。

一般に、本明細書に記載されるプロセス１０の任意のシステム装置の「流入ポート」および「流出ポート」とは、システム装置の開口部、穴、チャネル、開口、すき間、または他の同様の機械的特徴を指す。例えば、流入ポートは、特定のシステム装置への材料の流入を可能にし、流出ポートは、特定のシステム装置からの材料の流出を可能にする。一般に、流出ポートまたは流入ポートは、パイプ、導管、チューブ、ホース、材料移送ライン、または同様の機械的特徴が取り付けられるプロセス１０のシステム装置の領域、または別のシステム装置が直接取り付けられる、システム装置の一部を画定する。流入ポートおよび流出ポートは、動作中に機能的に本明細書で説明される場合があるが、それらは同様のまたは同一の物理的特徴を有することができ、動作システムにおけるそれらのそれぞれの機能は、それらの物理的構造を制限するものとして解釈されるべきではない。

本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加 え得ることが当業者には明らかであろう。本発明の趣旨および実体を組み込んでいる開示 された実施形態の変更の組み合わせ、副組み合わせ、および変形は、当業者に思い付き得 るため、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内のすべてを含む と解釈されるべきである。

以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ オレフィンを生成するための統合システムを操作するための方法であって、
水素化供給原料を第１の水素化触媒と接触させて、水素化流出物を生成することであって、前記水素化供給原料が、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物の少なくとも一部および第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物の少なくとも一部を含み、
前記水素化供給原料は、少なくとも水素、エチレン、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含み、
前記第１の水素化触媒は、少なくとも摂氏４０度の温度動作範囲を有し、前記温度動作範囲は、所与の水素化供給組成物における暴走温度とクリーンアップ温度との間の差であり、前記暴走温度は、前記水素化供給原料中のエチレンの３％が反応する温度であり、前記クリーンアップ温度は、前記水素化流出物中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度に等しい温度であり、
前記水素化流出物は、メチルアセチレン（ＭＡ）、プロパジエン（ＰＤ）、またはそれらの両方を含む、接触させることと、
前記水素化流出物の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させることであって、前記接触させることが、前記水素化流出物から前記メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の少なくとも一部を水素化させて、前記第２の水素化触媒と接触する前の前記水素化流出物の前記一部と比較して、メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の濃度が低下したＭＡＰＤ水素化流出物を生成する、接触させることと、を含む、方法。
［２］ 前記第１のプロセス流出物が、蒸気分解システムで第１の炭化水素供給原料の少なくとも一部を分解することによって生成される分解ガスを含み、前記分解ガスは、少なくとも水素、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含む、［１］に記載の方法。
［３］ 前記第２のプロセス流出物が、流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）流出物を含み、前記ＦＣＤｈ流出物が、ＦＣＤｈシステムで第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部を脱水素化することによって生成され、前記ＦＣＤｈ流出物は、少なくとも水素および一酸化炭素を含む、［１］または［２］のいずれかに記載の方法。
［４］ 前記第２の水素化触媒と接触する前記水素化流出物の前記一部におけるメチルアセチレンおよびプロパジエンの合計濃度が、１０重量％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の方法。
［５］ 前記ＭＡＰＤ水素化流出物の少なくとも一部を前記ＦＣＤｈシステムに送ることをさらに含む、［１］～［４］のいずれかに記載の方法。
［６］ 前記ＭＡＰＤ水素化流出物が、プロパンを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］ 前記水素化流出物の前記一部を前記第２の水素化触媒と接触させる前または接触中に、前記第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部を前記水素化流出物の前記一部と組み合わせることをさらに含む、［１］～［６］のいずれかに記載の方法。
［８］ 前記水素化供給原料が、前記第１のプロセス流出物および前記第２のプロセス流出物からの前記一酸化炭素の少なくとも９５％を含む、［１］～［７］のいずれかに記載の方法。
［９］ 前記水素化供給原料と前記第１の水素化触媒との接触が、８０％未満の前記水素化供給原料中のメチルアセチレンの転化率を生成する、［１］～［８］のいずれかに記載の方法。
［１０］ 前記水素化供給原料と前記第１の水素化触媒との接触が、１０％未満の前記水素化供給原料中のプロパジエンの転化率を生成する、［１］～［９］のいずれかに記載の方法。
［１１］ 前記水素化供給原料が、アセチレン水素化装置内の前記第１の水素化触媒と接触する、［１］～［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］ ４０℃以上の温度動作範囲を有する前記第１の水素化触媒が、前記第１のプロセス流出物または前記第２のプロセス流出物の流れの中断に応答して、前記アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止する、［１１］に記載の方法。
［１３］ 前記第１のプロセス流出物および前記第２のプロセス流出物を前記水素化供給原料およびアセチレン枯渇ストリームに分離することをさらに含む、［１］～［１２］のいずれかに記載の方法。
［１４］ 前記第１のプロセス流出物および前記第２のプロセス流出物を前記水素化供給原料およびアセチレン枯渇ストリームに分離するための第１の分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔構成を有する、［１３］に記載の方法。
［１５］ 前記閾値アセチレン濃度が、体積当たりの１００万分の１部である、［１］に記載の方法。

Claims (15)

1. オレフィンを生成するための統合システムを操作するための方法であって、
   水素化供給原料を第１の水素化触媒と接触させて、水素化流出物を生成することと
   ［ここで、前記水素化供給原料が、第１のオレフィン生成プロセスからの第１のプロセス流出物の少なくとも一部および第２のオレフィン生成プロセスからの第２のプロセス流出物の少なくとも一部を含み、
   前記水素化供給原料は、少なくとも水素、エチレン、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含み、
   前記第１の水素化触媒は、少なくとも摂氏４０度の温度動作範囲を有し、前記温度動作範囲は、所与の水素化供給組成物における暴走温度とクリーンアップ温度との間の差であり、前記暴走温度は、前記水素化供給原料中のエチレンの３％が反応する温度であり、前記クリーンアップ温度は、前記水素化流出物中のアセチレン濃度が閾値アセチレン濃度に等しくなる温度であり、
   前記水素化流出物は、メチルアセチレン（ＭＡ）、プロパジエン（ＰＤ）、またはそれらの両方を含む］、
   前記水素化流出物の少なくとも一部を第２の水素化触媒と接触させることと
   ［ここで、前記接触させることが、前記水素化流出物から前記メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の少なくとも一部を水素化させて、前記第２の水素化触媒と接触する前の前記水素化流出物の前記一部と比較して、メチルアセチレン、プロパジエン、またはそれらの両方の濃度が低下したＭＡＰＤ水素化流出物を生成する］
   を含む、方法。
2. 前記第１のプロセス流出物が、蒸気分解システムで第１の炭化水素供給原料の少なくとも一部を分解することによって生成される分解ガスを含み、前記分解ガスは、少なくとも水素、一酸化炭素、アセチレン、メチルアセチレン、およびプロパジエンを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２のプロセス流出物が、流動接触脱水素（ＦＣＤｈ）流出物を含み、前記ＦＣＤｈ流出物が、ＦＣＤｈシステムで第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部を脱水素化することによって生成され、前記ＦＣＤｈ流出物は、少なくとも水素および一酸化炭素を含む、請求項１または２のいずれかに記載の方法。
4. 前記第２の水素化触媒と接触する前記水素化流出物の前記一部におけるメチルアセチレンおよびプロパジエンの合計濃度が、１０重量％以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ＭＡＰＤ水素化流出物の少なくとも一部を前記ＦＣＤｈシステムに送ることをさらに含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記ＭＡＰＤ水素化流出物が、プロパンを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記水素化流出物の前記一部を前記第２の水素化触媒と接触させる前または接触中に、前記第２の炭化水素供給原料の少なくとも一部を前記水素化流出物の前記一部と組み合わせることをさらに含む、請求項３または５に記載の方法。
8. 前記水素化供給原料が、前記第１のプロセス流出物および前記第２のプロセス流出物からの前記一酸化炭素の少なくとも９５％を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記水素化供給原料と前記第１の水素化触媒との接触により、前記水素化供給原料中のメチルアセチレンの転化率が８０％未満となる、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記水素化供給原料と前記第１の水素化触媒との接触により、前記水素化供給原料中のプロパジエンの転化率が１０％未満となる、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記水素化供給原料が、アセチレン水素化装置内の前記第１の水素化触媒と接触する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. ４０℃以上の温度動作範囲を有する前記第１の水素化触媒が、前記第１のプロセス流出物または前記第２のプロセス流出物の流れの中断に応答して、前記アセチレン水素化装置の熱暴走を低減または防止する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１のプロセス流出物および前記第２のプロセス流出物を前記水素化供給原料およびアセチレン枯渇ストリームに分離することをさらに含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第１のプロセス流出物および前記第２のプロセス流出物を前記水素化供給原料およびアセチレン枯渇ストリームに分離するための第１の分離システムが、フロントエンド脱プロパン塔構成を有する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記閾値アセチレン濃度が、体積当たりの１００万分の１部である、請求項１に記載の方法。