DE1543154A1 - Verfahren zur Gewinnung von reinem AEthylen aus gasfoermigen Gemischen - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von reinem AEthylen aus gasfoermigen GemischenInfo
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Description
Filiale München, Zweigstelle Maximilianstr., Kto. Nr. 427801
L 171/65 DrV/G
THE LUMMTJS COMPANY, 385 Madison Avenue, New York, N.Ye(VeSt.A.)
Verfahren zur Gewinnung von reinem Äthylen aus gasförmigen Gemischen
Die Erfindung richtet sich auf die Gewinnung von im wesentlichen reinem Äthylen aus gasförmigen
Gemischen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Äthylen hoher
Reinheit aus Pyrolysegasgemischen, die Wasserstoff und Methan enthalten, durch Kühlungskondensation von Äthylen
bei überatmosphärischem Druck in einer Reihe von Kühlstufen
und durch Methanentfernung. Bei dem Verfahren werden Wasserstoff und methanreiche Abgase, die aus dem Gemisch
gewonnen worden sind, als Kühlmittel in den Kühl- und Kondensationsstufen verwendet«
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Von den zahlreichen technischen Verfahren zur
Abtrennung und Gewinnung von Äthylen aus Pyrolysegaaen oder Raffinerieabgas haben Absorptionssysteme infolge ihrer
geringen Anfangsinvestitions- und Betriebskosten verbreitete Anwendung gefunden.
Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, das gewünschte Äthylen in wirksamer und wirtschaftlicher Weise
von den anderen Komponenten von Pyrolysegasen und Raffinerieabgasgemischen
abzutrennen, z.B. von dem Wasserstoff und dem Methan, die darin enthalten sind. Eine Abtrennung von
Äthylen von derartigen unerwünschten Verunreinigungsgasen hat in der Vergangenheit die Anwendung von großen und kostspieligen
Ausrüstungen und Anlagen erforderlich gemacht„
Hauptaufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines wirksamen und wirtschaftlichen Verfahrens
zur Abtrennung und Gewinnung von im wesentlichen reinem Äthylen aus einem gasförmigen Gemisch, das Wasserstoff und
Methan enthält.
Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Entfernung von Wasserstoff und Methan
aus dem Überkopfanteil von dem Äthanentfernungsabschnitt einer Äthylenanlage.
Ein weiterer Zweck ist die Schaffung eines wirksamen und wirtschaftlichen Kühlsystems für die Kondensation
von Äthylen aus einem gasförmigen Gemisch und zur Entfernung
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BAD ORtGiNAt
■ - 3 - ■ ' ■
von leichteren Komponenten als Überkopf anteil.
Andere Merkmale und technische Vorteile der Erfindung
gehen aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung hervor, in der ein
schematisches Fließbild dargestellt ist, das eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung zur Abtrennung von Äthylen aus einem gasförmigen Gemisch, das Wasserstoff, Methan und
Ithan enthält, veranschaulicht.
Gemäß der Erfindung wird die tiefe Temperatur ausgenutzt,
bei der Wasserstoff und Methan aus einem Äthylen enthaltenden Gasgemisch entfernt werden, um in einer neuartigen
Weise einen Teil des Kältebedarfs zur Vorkühlung und Kondensation des Äthylen enthaltenden Anteils eines
gasförmigen Gemischs zu liefern und ein Tieftemperaturkondensat zu gewinnen, das leicht entmethanisiert werden kann.
Der Wasserstoffstrom ist von solcher Reinheit,
steht unter einem solchen Druck und liegt in einer solchen Menge vor, daß er für die Hydrierung von gekrackten Naphthas
verwendet werden kann. Der Methanstrom kann beispielsweise benutzt werden, um das Aluminiumoxyd zu reaktivieren, das
zum Trocknen des Gases vor dessen Entpropanisierung verwendet worden ist.
Ein Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß Änderungen der Einsatzmaterialzusammensetzung
und Schwankungen im Kompressiohssystem leicht reguliert bzw. ausgeglichen werden können und das Produkt des
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Entmethanisierungsturms genau geregelt werden kann. Weiterhin beseitigt das Verfahren gemäß der Erfindung die Notwendigkeit
zur Anwendung von Tieftemperaturpumpen zur Rückführung von Rückfluß.
Bei der nachstehenden Beschreibung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Arbeitsstufen der Anlage,
die der ithylengewinnung vorausgehen, einschließlich der Verarbeitungsstufen, in denen die Op- und leichteren Komponenten
von den 0,- und schwereren Komponenten abgetrennt werden, nicht näher erläutert. Es ist zu bemerken, daß
0,-Anteile, schwerere Komponenten und Acetylen oder irgendwelche
von diesen vor oder nach der ithylengewinnung gemäßder Erfindung entfernt werden können. Es wird jedoch bevorzugt,
saure Gase vor einer Behandlung gemäß der Erfindung zu entfernen.
Ein erfindungsgemäß zu behandelndes Pyrolysegasgemisch kann durch Pyrolyse von Propan, Butan, Naphthas
oder anderen Leichtöleinsatzmaterialien erhalten werden. Die Zusammensetzung des Pyrolysegasgemischs wird sich in
Abhängigkeit von den Bedingungen, unter denen die Krackung durchgeführt wird, und der Natur des verwendeten Sinsatzmaterials
ändern; kleine Mengen an Inertgasen beeinflussen oder behindern den Betrieb des Verfahrens nicht.
In der nachstehenden Tabelle I sind die Eigenschaften einer typischen NaphthabeSchickung, die als Einsatzmaterial
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für die Anlage verwendet werden kann, angegeben:
Tabelle I
Einsatzmaterial-Eigenschaften
Einsatzmaterial-Eigenschaften
Spez. Gewicht | 41 | 0,715 |
API~Dichte | 62 | 66,4 |
ASTM-Destillation, 0O (0P) | 67 | |
Siedebeginn | 110 | (106) |
5% | 150 | (144) |
10 % | 157 | (153) |
50 % | 161 | (230) |
90 % | (301) | |
95 % | (315) | |
Endpunkt | (322) | |
Motoroktanzahl | 46 | |
Schwefel, Gew.-% | 0,04 | |
Dampfdruck, Reid | 5,4 | |
Vor einer Verarbeitung des Gemische nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung werden vorzugsweise die meisten oder die Hauptmenge der Komponenten, die. schwerer als
Äthylen sind, abgetrennt und in Arbeitestufen entfernt, die
eine Benzinfraktionierung, Entpentanisierung, Trocknung,
Entpropanisierung, Entäthanisierung und Trocknung des Überkopfanteils
aus der Ithanentfernungseinrichtung einschließen können, um die Taupunkte der Gases unter die Bereiche zu
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senken, bei denen andernfalls Einfrierungen oder Blockierungen bei den in den nachfolgenden Verarbeitungsstufen auftretenden
tieferen Temperaturen eintreten könnten. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist zu berücksichtigen, daß Acetylen
und C,-Anteile vor der Äthanabtrennung entfernt worden sind, wenngleich, wie vorausgehend angegeben, deren Entfernung
auch bis zu einem Zeitpunkt nach der Äthylengewinnung zurückgestellt werden kann. Nach der Entäthanisierung und Trocknung
wird das pyrolytische Gasgemisch, das Wasserstoff, Methan, Äthylen und Äthan einschließt, in die Gewinnungsvorrichtung
der Erfindung eingeführt.
Gemäß der Erfindung werden Wasserstoff und nichtkondensierbare
Gase aus der Beschickung entfex*nt, indem das pyrolytische Gasgemisch bei überatmoqohärischem Druck in einer
Tieftemperaturzone, d.h. einem sogenannten Kaitabschnitt,
in aufeinanderfolgend kälterem Kühl- oder Ausfrierstufen bei
im wesentlichen konstanten Drückengekühlt und partiell kondensiert wird. Die äthylenreichen Kondensate werden dann
in die Entmethanisiereinrichtung eingeführt. Da im wesentlichen konstante Drücke in den Verarbeitungsleitungen und
-zonen aufrechterhalten werden, die der Entmethanisiereinrichtung vorausgehen, werden Kompressionseinrichtungen stromabwärts
von der Entäthanisiereinrichtung vollständig vermieden. Die Hauptmenge des Wasserstoffs, ein geringerer Anteil an
Methan und die Nichtkondensierbaren des Gemischs werden als
Wasserstoffabgas überkopf aus der endgültigen Plashzone einer
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Gruppe von mindestens zwei Plashzonen abgenommen. Der verbleibende
größere Anteil des Methans wird als Abgas von der Entmethanisiereinrichtung abgenommen· Bas Wasserstoffabgas
und das Methanabgas, entweder allein oder mit gesonderten
Kühlmitteln, wie Propylen und Äthylen, die bei tiefen !Temperaturen
von irgendeiner anderen Stelle der Anlage erhalten werden, werden dann stromaufwärts benutzt, um den Kühlbedarf
in de» Kaltabschnitt durch indirekten Wärmeaustausch gegen Einsatzmaterial zu liefern. Der Kälteinhalt von flüssigem
Methan im Bereich von -129° bis -185°0 (-200° bis -i>OOc?)
ist naturgemäß sehr groß, so daß andere Kühlmittel allgemein nicht benötigt werden.
Nachstehend wirdea die in der Zeichnung dargsteilte
Ausführungsform näher erläutert. Das Einen^zmaterial, d.h. trockenes Überkopf produkt der Batäbhenisier iinrichtung, wird
bei tiefer Temperatur und verhältnismäßig hohem Druck nach Verlassen der Entäthanisiereinrichtung (nicht dargestellt)
und des anschließenden ebenfalls nicht dargestellten Schutztrockners
(guard drier) über eine Leitung 1 nacheinander durch einen Wärmeaustauscher 2, einen Kältekühle;,' (refrigerated
cooler) 3, einen Wärmeaustauscher 4- und einen Kältekühler 5,
in dem das Gemisch auf etwa Verflüssigungstearperatur gekühlt und ein Teil des Gemische kondensiert wird3 geleitet. Eb ist
ersichtlich, daß erforderlichenfalls ein« größere Anzahl an
Austauschern und Kühlern verwendet werden kann*, Die gekühlte
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ORIGINAL INSPECTED
Beschickung wird in eine primäre Flashtromael 6 eingeführt, in der die gasförmigen und flüssigen Phasen voneinander
getrennt werden. Die Bodenanteile der primären Flashtronmel die etwa 95 % der Gesamtmenge der Gg-Anteile zusammen mit
einer beträchtlichen Menge an Methan enthalten, werden über eine Leitung 7 abgezogen und in einer mittleren Höhe in einen
Entmethanisierturm 8 eingeführt.
Der nicht-kondensierte Beschickungsanteil der primären Flashtrommel wird überkopf durch eine Leitung 9 abgezogen
und durch einen Wärmeaustauscher 10 geführt, wo das Überkopfprodukt
weiter gekühlt wird und ein weiterer Anteil kondensiert. Das zusätzliche Kondensat und die restlichen unkondensierten
Gase aus der Leitung 9 werden dann in eine sekundäre Flashtrommel 11 geleitet, wo die gasförmige und
die flüssige Phase voneinander getrennt werden. Im wesentlichen die Gesamtmenge der restlichen Og-Kohlenwasserstoffe
wird über eine Leitung 12 als Bodenanteil der sekundären Flashtrommel entfernt. Die Bodenanteile der sekundären
Flashtrommel, die stärker flüchtig sind und etwa 5 % von
dem ithylen und Ithan des Beschickungsgasgemischs und den
verbliebenen Anteil des Methans, der nicht in den Bodenanteilen der primären Flashtrommel entfernt worden ist, enthalten,
werden durch eine Leitung 12 in den Entmethanisierturm 8 eingeführt, und zwar über dem Niveau, bei dem die
schwereren Bodenanteile der primären Flashtrommel durch die Leitung 7 in den Entmethanisierturm 8 eingeführt werden.
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ORIGINAL
Auch hier gilt, daß bei gewissen Anlagen die Anwendung weiterer
Flashtrommeln, die in der gleichen Weise wie vorstehend
beschrieben arbeiten, bevorzugt werden kann.
In dieser Weise tritt also im wesentlichen die Gesamtmenge des Äthylens und Äthans des gasförmigen Ausgangsgemischs
in den Entmethanisierturm 8 frei von leichteren Bestandteilen ein, ausgenommen den größeren Anteil an Methan,
der nicht als Überkopf produkt in der sekundären Flashtrommel entfernt worden ist.
Das wasserstoffreiche Überkopfprodukt der sekundären
Flashtrommel 11 wird über eine Leitung 13 durch den Wärmeaustauscher
10 geführt, und zwar im Gegenstrom zu dem in der Leitung 9 fließenden Überkopfanteil aus der primären
Flashtrommel, um einen Teil des Kühlbedarfs des Wärmeaustauschers 10 zu liefern. Nach Verlassen des Wärmeaustauschers
10 wird das Überkopfprodukt der sekundären Flashtrommel in der Leitung 1$ nacheinander durch die Wärmeaustauscher 4- und
2 im- Gegenstrom zu dem in der Leitung 1 fließenden gasförmigen
Ausgangsgemisch geleitet, um einen Teil des Kühlbedarfs der Wärmeaustauscher 4-jund 2 zu liefern.
Die Bodenanteile aus der primären Flashtrommel 6, die etwa 95 % der Op-Anteile enthalten, und die Bodenanteile
aus der sekundären Flashtrommel 11, die im wesentlichen alles restliche Äthylen und Äthan sowie Methan enthalten,
werden also über die Leitungen 7 bzw. 12 in der vorstehend
beschriebenen Weise in verschiedenen Höhen in den Entmetha-
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BAD ORIGINAl
BAD ORIGINAl
154315*
- ίο -
nisierturm 8 eingeführt. Eine Anwendung von mindestens zwei Flashtrommeln 6 und 11 sichert die Aufrechterhaltung stetiger
und gleichbleibender Betriebsbedingungen in der Entmethanisiereinrichtung 8, da die Klashtrommeln als Puffergefäße
Wirken und die Einflüsse von Änderungen im Einsatzmaterial
und Schwankungen in stromaufwärts angeordneten Kompressionseinrichtungen ausgleichen.
Äthylen und Äthan werden von dem Entmethanisierturm als Bodenanteile durch eine Leitung 14- abgezogen, während
Methan und leichtere Komponenten als überkopfprodukt in gasförmiger
Phase über eine Leitung 17 abgenommen werden. Aufwärmer (Reboiler) 15 und 16 liefern den Wärmebedarf der Entmethanisierung.
Der Beboiler 15 kann durch kondensierendes
Äthylen erwärmt werden, während der Heboiler 16 durch Kondensation
von Propylen erwärmt werden kann. Eine einwandfreie Produktregelung erfolgt durch Steuerung der Wärmezufuhr zu
den Aufwärmern 15 und 16 nach Maßgabe von Änderungen, die von einem Temperaturfühler oder -regler oder einer Methananalysiereinrichtung
(nicht dargestellt)» welche in einer geeigneten Höhe in oder an dem Entmethanisierturm 8 angeordnet
sind, festgestellt werden. Bei der höheren Temperatur und dem tieferen Druck, die in dem Entmethanisierturm 8
herrschen, verglichen mit den Bedingungen in den Flashtrommeln,
wird im wesentlichen die Gesamtmenge des Methans und restlicher leichter Komponenten als Üb erkopf produkt über die
Leitung 17 abgenommen. Das Methan und die leichten Bestandteile
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in der Leitung 17 werden in eine neuartige Rückflußeinrichtung eingeführt, die aus einem gekühlten Rückflußkondensator
18 einschließlich Kühlmitteleinlaßleitung 19» einer oberen Kühlmittelkammer 20, einer abwärts führenden Kühlmittelleitung
211 einer unteren Kühlmittelkammer 22, einer aufsteigenden
Kühlmittelleitung 23, einer Kühlmittelauslaßleitung 24, einer oberen Methankammer 25, einer unteren
Methankammer 26, einer Auslaßleitung 27 für gasförmiges Methan und einer Auslaßleitung 28 für flüssiges Methan
besteht. Der gekühlte Rückflußkondensator 18 ist direkt über der Entmethanisiereinrichtung 8 montiert.
Das Methan und die leichteren Komponenten, die das tJberkopfprodukt der Entmethanisiereinrichtung in der Leitung
17 bilden, werden in die obere Methankammer 25 geleitet, in
der ein Teil unter Austausch gegen Ithylen-Kühlmittel kondensiert wird. Das Kondensat sammelt sich in der unteren
Methankammer 26 nach weiterer Kondensation gegen Ithylen-Kühlmittel in der unteren Kühlmittelkammer 22. Ein Teil des
Kondensats wird durch Schwerkraftfluß über eine Leitung zu dem Entmethanisierturm 8 geleitet, um Rückflußerfordernisse
der Entmethanisiereinrichtung 8 zu erfüllen. Die Anwendung des Rückflußsystems gemäß der Erfindung in form
eines zurücklaufenden Stroms vermeidet die Notwendigkeit zur Benutzung von bei sehr tiefer Temperatur arbeitenden
Pumpen zur Rückführung von Rückfluß zur Entmethanisiereinrichtung, wie sie erforderlich wären, wenn ein herkömmliches
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Eückflußsystem angewendet würde, bei dem Überkopf produkt des Turms abwärts geleitet würde, um es zu kondensieren und als
Rückfluß in den oberen Teil des !Turms heraufzupumpen. Der
Methankondensat-Hauptstrom wird aus dem Entaethanisierturm
durch Leitungen 28 und 29 abgezogen.'
Gasförmiges Methan verläßt die untere Methankammer 26 über eine Leitung 27 von einem Punkt oberhalb des Flüssigkeitsspiegel
s des kondensierten Methans. Das gasförmige Methan in der Leitung 27 und das flüssige Methan in der
Leitung 29 bilden zusammen das Netto-Methanüberkopfprodukt des Entmethanisierturms 8.
Der Methankondensat-Hauptstrom, nach Befriedigung
des Bückflußbedarfs, und das unkondensierte Methan werden dann als Kühlmittel zum Wärmeaustausch gegen Einsatzmaterial
in der nachstehend beschriebenen Weise benutzt. Gewonnenes flüssiges Methan in der Leitung 29 wird durch ein Entepannungsventil
30 geführt und mit dem in der Leitung 27 strömenden expandierten Dampf oder Gas vereinigt; dann wird der
vereinigte Flüssigkeits-Dampf-Strom in eine Leitung 27a eingeführt. Wenn es gewünscht wird, entweder das Gas der
Leitung 27 oder die Flüssigkeit der Leitung 29 an irgendeiner anderen Stelle der Anlage zu verwenden, kann natürlich auch
der verbleibende Strom selbst in die Leitung 27a eingespeist werden..
Der vereinigte Methan-Dampf-Strom in der Leitung 27a
wird, darm nacheinander durch den Wärmeaustauscher 10 im
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Ö-egenstromaüstausch gegen das Überkopfprodukt der primären
Flashtrommei in der Leitung 9 und danach durch die indirekten
Wärmeaustauscher 4- und >-2 im Gegenstromaustausch gegen das in
der Leitung 1 fließende gasförmige Ausgangsgemisch geleitet, um den restlichen Teil des Eühlbedarfs der Wärmeaustauscher
10, A- und 2 zu liefern.
Das gasförmige Ausgangsgemisch kann je nach Erfordernis
durch zusätzliche Kühleinrichtungen weiter gekühlt werden, z.B. durch kühlmittelgespeiste Kühler 3 und 5» wie
das in der Zeichnung dargestellt ist«
Die Bodenanteile des Entmethaniäerturms, die im
wesentlichen alles Äthylen und Äthan der Beschickung enthalten, treten durch eine Leitung 14- aus und werden in eine Äthylenfraktioniereinrichtung
31 entspannt, in der eine Trennung zwischen dem Äthan, das als Bodenfraktion durch eine Leitung
32 abgezogen wird, und dem Äthylenprodukt, das als tJberkopffraktion
durch eine Leitung 33 abgezogen wird, erfolgt. Die Äthylenfraktioniereinrichtung 31 kann bei einem beträchtlich
tieferen Druck als der Entmethanisierturm 8 betrieben werden,
im allgemeinen im Bereich von etwa 7 "bis 21 atü (100-300 ρsig),
da die leichteren unerwünschten Bestandteile des gasförmigen Ausgangsgemischs, einschließlich Wasserstoff und Methan, vorausgehend
entfernt worden sind.
Die nachstehende Tabelle II veranschaulicht Betriebsbedingungen, unter denen das Verfahren bei Anwendung der in
der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform durchgeführt
werden kann.
90983 7/U78
BAD ORIGINAL
Zusammenfassung von Betriebsbediftgungön
Somponfeitte/Strom Druck
^Temperatur °0 Ä) |
(-155) |
-93 | (-135) |
-93 | (-nyo) |
-112 | (-W) |
-112 | ( no ) |
-12 |
iJekundlre Flash-
troiüael '11 ^I ,6 (450)
Eeitüng 12 «-
Entmethanisierturm 8 30,6 (435)
Entmethanisierturm 8 30,6 (435)
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren gemäß der Erfindung angegeben: Trockenes gasförmiges tiberkopf produkt einer Entäthanisiereinrichtung, das
Wasserstoff, Methan und im wesentlichen die öesamtmeiage des
Ithylens und ithans eines Pyrolysegasgemischs -umfaßt, wird
durch Wärmeaustausch gegen kälteren Wasserstoff uaid kälteres
%ethana¥gas auf -93OG (-135^) gekühlt und teilweise kondensiert
und dann in eine primäre ilashtrömmel eingeführt, aus
der 95 % ^es durch die Kühlung Verflüssigten Xthyleiis und
ithans als Bodenanteile zusammen mit wesentlichen Mengen an
"Methan abgenommen werden.
Bie Bodenanteile der primären ilashtrömmel *werden
einer liitmethanisiereinrichtüng zugeführt.^Wasserstoff, .-.;■
Methan und restliches-ifeMylen und Ithan-in.SÄÜföim,-welche
den Überkopf anteil der frimären Flashtirömmelc^ildstl,: werden
BAD
durch Wärmeaustausch gegen Abgas weiter auf -1120O (-gekühlt
und in eine sekundäre Flashtrommel eingeführt, in der die Phasen voneinander getrennt werden. Im wesentlichen
alles restliche ithylen und ithan und ein großer Anteil des restlichen Methans werden als Bodenanteile der sekundären
Flashtrommel abgezogen und ebenfalls in die Entmethanisiereinrichtung eingeführt. Der Überkopfanteil der sekundären
Flashtrommel, der zum großen Teil aus Wasserstoff besteht,
wird als Wasserstoffabgas-Kühlmittel zu Gegenstromwärmeaustausch
gegen Besckickung geleitet.
Aus der mit Reboilern versehenen Entmethanisiereinrichtung wird das restliche Methan Überkopf abgenommen
und, nach Lieferung des Rückflußbedarfs, ebenfalls im Wärmeaustausch gegen Beschickung in der gleichen Weise wie das
Wasserstoffabgas wieder erwärmt.
Das ithylen und das ithan des ursprünglichen Gasgemischs, die nun im wesentlichen frei von allen anderen
Bestandteilen sind, werden als Bodenanteile von der Entmethanisiereinrichtung
abgenommen und in einer ithylenfraktioniereinrichtung fraktioniert, wobei ein ithylenprodukt hoher
Reinheit, das 99»5 Gew.-% oder mehr ithylen umfaßt, gewonnen
wird.
Die Zusammensetzungen der hauptsächlichen Verfahrensströme
dieses Ausführungsbeispiels sind in der nachstehenden
Tabelle III in Form der Fließraten der Beetandteile der verschiedenen
Ströme angegeben.
909837/1478
Fließraten der Komponenten in den hauptsächlichen Yerfahrensströmen
0,4.54 kg-Mol/h (Ib mol/hr)
Trockenes über- Überkopf Boden- Überkopf- Boden-
kopfprodukt der (Leitung anteile (Leitung15) anteile
Entäthanisier- 9) (Leitung (Wasserstoff- (Leitung einrichtung 7) abgas) 12)
(Leitung Λ)
Wasserstoff | 240,9 225,9 15 | ,0 225,2 0 | ,7 |
Methan | 595,4 121,9 271 | ,5 105,1 16 | ,8 |
Äthylen | 455,1 16,0 459 | ,1 4,2 11 | ,8 |
Äthan | 157,7 0,2 137 | ,5 0 | ,2 |
Propylen | 2,1 2 | ,1 | mi mm |
Propan | 0,7 0 | ,7 | — |
1229,9 564,0 865 | ,9 554,5 29 | ,5 | |
Komponenten | Bezeichnung | ||
Entmethanisierturm (8) | ithylen-Fraktionierein- richtung (51) |
||
Gesamt- Überkopf- Boden- beschik- anteil anteile kung (Leitungen (Lei- (Leitun- 27 und 29) tung 14) gen 7 u.tt) (Methan abgas) |
Äthanrück- Produkt führung äthylen (Leitung 52) (Leitung 55) |
||
Wasserstoff | 15,7 15,7 | ___ _—_ | |
Methan | 288,5 287,8 0,5 | 0,5 | |
ithylen | 450,9 0,5 450,6 | 2,9 447,7 | |
ithan | 157,7 — 157,7 | 157,2 0,5 | |
Propylen | 2,1 2,1 | 2,1 | |
Propan | 0,7 0,7 | 0,7 | |
895,4 505,8 591,6 142,9 448,7
Die vorstehende Beschreibung der Erfindung erläutert ihre Anwendung auf die Abtrennung von Ithylen und ithan aus
909837/H78
einem gasförmigen Beschickungsgemisch von Wasserstoff, Methan,
Ithylen und Äthan durch Kühlen und Kondensieren des Gemische, !Flashbehandlung und Verwendung von Wasserstoff und einem
Teil des Methans als Kühlmittel zum Wärmeaustausch gegen das Beschickungsgemisch im Gegenstrom vor und nach Abtrennen
des Wasserstoff enthaltenden Anteils und ständige Zuführung des gekühlten Kondensats aus dem Beschickungsgemisch in eine
Entmethanisierzone als Bodenanteile von zwei Plash- oder
Puffertrommeln, wodurch die Aufrechterhaltung gleichbleibender Betriebsbedigungen in der Vorrichtung erleichtert wird.
Wenngleich vorstehend eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben und erläutert
wurde, ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt ist und Abwandlungen
vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
BAD ORIGINAL
909837/U78
Claims (12)
1. Verfahren zur Gewinnung von reinem Ithylen aus gasförmigen Gemischen, die Wasserstoff, Methan, Äthylen und
Äthan einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) das gasförmige Gemisch bei überatmosphärischem Druck kühlt,
(b) das Äthylen und Äthan zur Bildung eines Kondensats kondensiert,
(c) Wasserstoff und Methan von dem Kondensat als Abgas abtrennt,
(d) das Abgas zur Lieferung mindestens eines Teils des Kühlbedarfs
für die Kühlung und Kondensation des Äthylens und Äthans verwendet, und
(e) im wesentlichen reines Äthylen aus dem an Äthylen und Äthan reichen Kondensat abtrennt und das Äthylen als
Produkt gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man, wenn das gasförmige Gemisch auch Acetylen enthält,
das Acetylen vor dem Kühlen des gasförmigen Gemische bei
überatmosphärischem Druck entfernt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des Abgases kondensiert und
das Kondensat als Rückfluß in der Arbeitsstufe (c) verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
909837/U78
1 5A3154
gekennzeichnet, daß man, wenn das gasförmige Gemisch auch Propylen und Propan enthält, das Propylen und das Propan
nach dem Kühlen des gasförmigen Gemischs bei überatmosphärischem Druck entfernt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kondensat von C«-Bestandteilen
und einem Teil des Methans in den Arbeitsstufen (a) und (b) bildet und einen Teil des Abgases zur Deckung eines Teils des
Kühlbedarfs für die Kühlung verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man Methan in gasförmiger Phase von dem Kondensat entfernt
und dasselbe zur Deckung eines Teils des Kühlbedarfs der Kühlung benutzt.
7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Methan vor der Verwendung bei der Kühlung teilweise
kondensiert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) das gasförmige Gemisch bei überatmosphärischem Druck in einer ersten Wärmeaustauschberührung kühlt und teilweise
kondensiert und hierdurch einerseits ein Kondensat, das einen Hauptanteil des Äthylens und Äthans zusammen mit einem
Teil des Methans enthält, und eine gasförmige Phase, die im wesentlichen die Gesamtmenge des Wasserstoffs, das
restliche Methan und das restliche Äthylen und Äthan enthält,
bildet,
909837/U78
(b) das Kondensat und die gasförmige Phase in eine primäre Flashzone einführt,
(c) di· Bodenanteile, die etwa 95 % Aeß eingesetzten Ithylens
und Ithans enthalten, von der primären Flaehzone absieht,
(d) das Übertopfprodukt von der primären Flashzone ableitet,
(e) das überkopf produkt von der primären Flashzone bei überatmosphärischem Druck in einer zweiten Wärmeaustauechberührung kühlt und teilweise kondensiert und hierdurch
weiteres Kondensat, das im wesentlichen die Gesamtmenge des restlichen Ithylens und Ithans und etwas Methan enthält, und eine weitere gasförmige Phase, die im wesentlichen
allen Wasserstoff und das restliche Methan enthält, bildet,
(f) dieses weitere Kondensat und diese weitere gasförmige
Phase in eine sekundäre Flaehzone einführt,
(g) die Bodenanteile, die die Hauptmenge des Bestes des eingesetzten Ithylens und Ithane enthalten, von der sekundären
Flashzone abzieht,
(h) die Bodenanteile der primären Flashzone und die Bodenanteile
der sekundären Flaehzone an getrennten Punkten in eine Entmethanisierzone einführt,
(i) die Bodenanteile aus den Flashzonen in der Entmethanisierzone zur Bildung eines Methan-Überkopfprodukts und eines
Ithylen und Ithan enthaltenden Bodenanteils der Entmethanisierzone erhitzt,
einen Teil des Methan-Überkopf produkte zur Bildung eines
Methankondensats kühlt und kondensiert,
909837/U78
(k) einen Teil des Methankondensats als Huckfluß zu der Entmethanisierzone
zurückführt,
(1) den restlichen Teil des liethankondensats und den nichtkondensierten Anteil des Methan-Überkopfprodukts im Gegenstarom
in indirekte Wärmeaustauschberührung mit dem Überkopfprodukt
der primären Flashtrommel und danach im Segenstrom in indirekte Wärmeaustauschberührung mit dem gasförmigen
Gemisch bringt, um hierdurch einen Teil des Kühlbedarfs der ersten und der zweiten Wärmeaustauschbejührung zu liefern,
(m) das Überkopfprodukt von der sekundären Flashzone abzieht,
(n) das Überkopfprodukt der sekundären Flashzone im Gegenstrom
in indirekte Wärmeaustauschberührung mit dem Überkopfprodukt der primären Flashtrommel und danach im Gegenstrom in
indirekte Wärmeaustauschberührung mit dem gasförmigen Gemisch bringt, um einen weiteren Teil des Kühlbedarfs der
ersten und der zweiten Wärmeaustauschberührungen zu decken, (o) die Äthylen und Äthan enthaltenden Bodenanteile der Entmethanisierzone
aus der Entmethanisierzone abzieht, (p) die Bodenanteile der Entmethanisierzone zur Bildung eines
Äthan enthaltenden flüssigen Stroms und einer Reinäthylen-Dampf phase fraktioniert, und
(q) die Reinäthylen-Dampfphase als Äthylenprodukt gewinnt.
(q) die Reinäthylen-Dampfphase als Äthylenprodukt gewinnt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das gasförmige Gemisch gegen ein erstes Kühlmittel und
ein zweites Kühlmittel zusätzlich kühlt und kondensiert und hierdurch ein Kondensat und eine gasförmige Phase zwischen der
909837/1478 BAD
Stufe (a) und der Stufe (b) bildet,
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß man den Wärmebedarf der Entmethanisierzone
durch Kondensation von Propylen in der Gegend des Bodens der Entmethanisierzone zur Verwendung als das erste Kühlmittel und
durch Kondensation von Äthylen an einem Punkt in der Gegend des mittleren Drittels der Entmethanisierzone zur Verwendung
als das zweite Kühlmittel zuführt und die Bodenanteile der primären und der sekundären Flashtrommel nach Einführung in die
Entmethanisierzone zur Bildung eines Methan-Überkopfprodukts
und eines Äthylen und Äthan enthaltenden Bodenanteils der Entmethanisierzone erhitzt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Bückflußanteil des Methankondensats durch Schwerkraft in die Entmethanisierzone zurücklaufen
läßt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) das gasförmige Gemisch durch eine erste indirekte Wärmeaustauschberührung
kühlt und hierdurch ein Kondensat bildet, das einen Hauptanteil des Äthylens umfaßt,
(b) den nicht-kondensierten Anteil des gasförmigen Gemische durch eine zweite indirekte Wärmeaustaußchbeü^rhrung kühlt
und hierdurch ein zweites Kondensat bildet, das im wesentlichen den restlichen Anteil des in dem gasförmigen Gemisch
anwesenden Äthylens umfaßt,
■909837/1478 DirlK1AL
BAD ORIGINAL
(c) die Kondensate getrennt in eine Entmethanisierzone einführt,
(d) die Kondensate in einen Bodenanteil der Entmethanisierzone, der hauptsächlich Ithylen umfaßt, und in ein Überkopf produkt
der Entmethanisierzone, das hauptsächlich aus Methan besteht, trennt,
(e) einen Seil des Überkopfprodukts der Entmethanisierzone kühlt und kondensiert,
(f) den kondensierten Anteil des überkopfprodukts der Entmethanisiersone
nacheinander durch die zweite indirekte Wärmeaustauschberührung
und die erste Wärmeaustauschberührung führt, um hierdurch einen Teil des Wärmeaustauschbedarfs
der ersten und der »weiten Wärmeaustauschberührung zu
decken,
(g) den aus der zweiten Wärmeaustauschberührung erhaltenen
nicht-kondensierten Anteil des gasförmigen Gemische nacheinander durch die «weite Wärmeaustauschberührung und die
erste Wärmeaustauschberührung führt, um hierdurch einen weiteren Teil des Wärmeaustauschbedarfs der zweiten und
der ersten Wärmeaustauschberührung zu decken, und
(h) im wesentlichen reines Ithylen aus dem Bodenanteil der Entmethanisierzone
gewinnt.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Kühlung und Kondensation eines Teils des
Überkopfproduktβ der Entmethanisierzone ein Kühlmittel in den
unteren Teil einer oberen Kühlzone einführt, das Kühlmittel
90 983 7* U 7 β
von dort in den unteren Teil einer unteren Kühlzone leitet, das Kühlmittel vom oberen Teil der unteren Kühlzone abzieht
und in den oberen Teil der oberen Kühlzone führt, das Kühlmittel vom oberen Teil der Kühlzone entfernt, das ttberkopfprodukt
der Entmethanisierzone aus der Entmethanisierzone in eine obere Methanzone führt und hier im oberen Bereich in indirekter
Wärmeaustauschberührung mit dem Kühlmittel in der oberen Kühlzone und darunter mit dem Kühlmittel in dem oberen Teil der
unteren Kühlzone kühlt und teilweise kondensiert, das Überkopfprodukt der Entmethanisierzone dann zu weiterer Kühlung
und Kondensation in indirekte Wärmeaustauschberührung mit Kühlmittel in den mittleren und unteren Teilen der unteren
Kühlzone und von dort in eine untere Methanzone abwärts leitet, methanreiches Kondensat im Bodenteil der unteren Methanzone
sammelt, das methanreiche Kondensat aus der unteren Methanzone abzieht und nach unten führt, einen hinreichenden Anteil dieses
Kondensats durch Schwerkraftfluß ableitet und in den oberen Teil der Entmethanisierzone zur Deckung des fiückflußbedarfs
einführt, den Best des methanreichen Kondensats zur Bildung einer gasförmigen Phase entspannt, den nicht-kondensierten
Anteil des Überkopfprodukts der Entmethanisierzone vom oberen
Teil der unteren Methanzone entfernt, und den nicht-kondensierten Anteil und die gasformige Phase zur nachfolgenden
Verwendung bei der Deckung eines Teils des Wärmeaustauschbedarfs der zweiten und der ersten Wärmeaustauschberührungen
vereinigt.
909837/U78
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