DE3626560A1 - Verfahren zum abtrennen von c(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen aus einem gasgemisch - Google Patents

Verfahren zum abtrennen von c(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen aus einem gasgemisch

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von C4-Kohlenwasserstoffen aus einem diese und leichtere Komponenten enthaltenden Gasgemisch durch Kühlung und Rektifikation.
Aus der EP-A 1 26 309 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem ein höchstens 10% C4-Kohlenwasserstoffe und mindestens 65% Methan und leichtere Komponenten enthaltendes Gasgemisch unter Verwendung eines Deplegmators oder Rückflußkühlers zerlegt wird. In dem Rückflußkühler wird das aufwärts strömende Gasgemisch durch indirekten Wärmetausch mit einem Kühlmedium, vorzugsweise dem kalten, nicht kondensierten Gas, gekühlt, wobei mit zunehmender Abkühlung immer mehr Bestandteile des Gasgemisches kondensieren und in Gegenrichtung zum Gasstrom nach unten absinken. Die herabfallende Flüssigkeit tritt dabei in Wärme- und Stoffaustausch mit dem aufsteigenden Gasgemisch, so daß sich innerhalb des Rückflußkühlers eine rektifikatorische Gastrennung abspielt. Die abzutrennende schwere Komponente kann vom Sumpf des Rückflußkühlers abgezogen werden, während das weitgehend von der schweren Komponente befreite, oben aus dem Rückflußkühler austretende kalte Gas beispielsweise nach einer kälteleistenden Entspannung im Gegenstrom zum zu zerlegenden Gasgemisch als Kühlmittel durch den Rückflußkühler zurückgeführt werden kann, wo es durch indirekten Wärmetausch näherungsweise wieder auf die Ausgangstemperatur angewärmt wird, bevor es einer anderen Verwendung zugeführt wird. Im Rückflußkühler sind üblicherweise für die Abkühlung des Gasgemisches Wärmetauscher eingebaut, die aufgrund ihrer speziellen Ausführung, beispielsweise als gewickelte Wärmetauscher oder als Plattenwärmetauscher, einen intensiven Kontakt zwischen dem aufwärts strömenden Gasgemisch und der herabfallenden Flüssigkeit bewirken.
Die Verwendung eines Rückflußkühlers anstelle einer üblichen Rektifiziersäule bietet insbesondere unter thermodynamischen Gesichtspunkten Vorteile, da der für die Rektifikation des Gasgemisches benötigte Rücklauf innerhalb des Rückflußkühlers selbst bei gleitender Temperatur erzeugt wird, während bei einer Rektifiziersäule der gesamte Rücklauf bei tiefster Temperatur bereitgestellt und auf den Säulenkopf gegeben werden muß. Die Tatsache, daß der Rücklauf bei gleitender Temperatur aus dem Gasgemisch selbst gebildet wird, kann in speziellen Fällen aber auch gegen die Verwendung eines Rücklaufkondensators sprechen. Wenn beispielsweise das zu zerlegende Gasgemisch im wesentlichen aus Komponenten mit weit auseinanderliegenden Siedepunkten besteht, kondensiert kurz unter dem Taupunkt im unteren Bereich des Rückflußkühlers bereits ein großer Teil der höhersiedenden Komponente. Soll diese Komponente jedoch in hoher Ausbeute abgetrennt werden, müssen Temperaturen weit unter dem Taupunkt eingestellt werden, beispielsweise bis zu 100°C unter dem Taupunkt. Ein solcher ungleichmäßiger Kondensationsverlauf ist nicht günstig, weil bei sinkender Temperatur immer weniger Kondensat neu gebildet, also immer weniger Rücklauf für den oberen Bereich des Rückflußkühlers erzeugt wird. Dies hat zur Folge, daß die Rektifikation ineffektiv und die gesamte Rücklaufkondensation in Frage gestellt wird.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art für die Zerlegung eines überwiegend C4-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gasgemisches, das im wesentlichen mit Methan und Wasserstoff verunreinigt ist, zu entwickeln, das in möglichst wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gasgemisch C4-Kohlenwasserstoffe, die mehr als 50 Mol-% der im Gasgemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffe darstellen, und als weitere Komponenten im wesentlichen Methan, Stickstoff und Wasserstoff sowie in geringeren Mengen C2- und C3-Kohlenwasserstoffe enthält, daß das Gasgemisch zunächst soweit abgekühlt wird, daß ein Teil des Gasgemisches kondensiert, wonach es in den unteren Bereich einer Rektifiziersäule eingespeist wird, daß aus dem Sumpf der Rektifiziersäule C4-Kohlenwasserstoffe als Produktstrom abgezogen werden und vom Kopf der Rektifiziersäule eine gasförmige Fraktion abgezogen wird, die in einem Wärmetauscher weiter abgekühlt und partiell kondensiert wird, wonach der partiell kondensierte Anteil als Rücklauf auf den Kopf der Rektifiziersäule gegeben wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Gasgemisch zerlegt, für das sich die Trennung in einem Rückflußkühler nicht anbietet, da die Siedepunkte der Hauptbestandteile zu weit auseinanderliegen. Es wurde nun überraschend eine Art Ersatzschaltung für einen Rückflußkühler gefunden, die die wesentlichen Vorteile des Rückflußkühlers beibehält und ohne die durch die spezielle Gaszusammensetzung bedingten, beim Rückflußkühler üblichen Nachteile durchgeführt werden kann. Der Rückflußkühler wird dabei in drei Bereiche unterteilt, wobei in einem ersten (Vorkühlung) nur Wärmetausch, in einem zweiten (Rektifikation) im wesentlichen nur Stoffaustausch und in einem dritten (Rücklaufbildung) wiederum nur Wärmetausch stattfindet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gasgemisch zunächst soweit unter seinen Taupunkt abgekühlt, daß ein Teil der C4-Kohlenwasserstoffe als Kondensat ausfällt. Diese Kühlung wird jedoch nur so weit geführt, daß der Kondensatanfall relativ gering ist und unter 40% der insgesamt abzutrennenden C4-Menge liegt, insbesondere unter 30% und vorzugsweise unter 20% der abzutrennenden C4-Kohlenwasserstoffe. Liegt die Kondensatmenge in höheren Bereichen, wird die darin gelöste Menge an leichten Komponenten in der Regel so groß sein, daß die gewünschte Produktreinheit der C4-Fraktion nicht erreicht wird, da das Kondensat nicht oder zumindest nur in geringem Umfang in der Rektifiziersäule zerlegt wird, weil die Einspeisung schon in den unteren Säulenbereich erfolgt. Für eine günstige Abkühlung ist es in vielen Fällen sinnvoll, den Taupunkt des Gasgemisches um höchstens 20°C, vorzugsweise um höchstens 10°C zu unterschreiten.
Die nachfolgende Rektifikation zeichnet sich beim erfindungsgemäßen Verfahren durch relativ kleine Temperaturdifferenzen zwischen dem Kopf und dem Sumpf der Rektifiziersäule aus. Diese Temperaturdifferenz liegt üblicherweise unter 25°C, vorzugsweise unter 20°C, beispielsweise bei 15°C. Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine einfache Rektifiziersäule mit mindestens zwei Gleichgewichtsstufen, beispielsweise eine Säule mit 2 bis 10 Böden, vorzugsweise mit 3 bis 6 Böden.
Die vom Kopf der Rektifiziersäule abgezogene gasförmige Fraktion enthält noch einen Teil C4-Kohlenwasserstoffe, der zur Erzielung einer hohen Ausbeute zurückgewonnen werden muß. Die Rückgewinnung dieses Anteils wäre in einem Rückflußkühler aber nicht mehr sinnvoll, da die Neubildung von Flüssigkeit in diesem Bereich schon relativ gering wäre. Erfindungsgemäß wird daher die gasförmige Fraktion in einem Wärmetauscher durch indirekten Wärmetausch weiter abgekühlt und partiell kondensiert. Dabei fallen alle noch rückzugewinnenden C4-Bestandteile im Kondensat an, das daneben aber auch gelöste leichtere Komponenten enthält. Die so erzeugte flüssige Fraktion wird dann als Rücklauf auf den Kopf der Rektifiziersäule gegeben. Die partielle Kondensation kann dabei durch weitere Temperaturabsenkung um mindestens 30°C, vorzugsweise von mehr als 40°C, beispielsweise von 50°C erzielt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren steht der Rücklauf für die Rektifikation bereits vollständig am obersten Boden der Rektifiziersäule zur Verfügung. Damit werden Wärme­ und Stoffübergang für den Trennprozeß entkoppelt, wie es dem speziellen Kondensationsverlauf des zu zerlegenden Gasgemisches entspricht.
Der bei der weiteren Abkühlung des Gasgemisches nicht kondensierte Anteil wird in günstiger Ausgestaltung der Erfindung im Wärmetausch gegen die abzukühlende gasförmige Fraktion und danach im Wärmetausch gegen das abzukühlende Gasgemisch angewärmt. Es steht danach bei annähernd Umgebungstemperatur als weitere Produktkomponente zur Verfügung.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Zerlegung eines Gasgemisches, bei dem die darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe zu 50 bis 70 Mol-% aus C4-Kohlenwasserstoffen, zu 15 bis 40 Mol-% aus Methan und zu 0 bis 25 Mol-% aus C2- und C3-Kohlenwasserstoffe bestehen. Derartige Gasgemische fallen beispielsweise bei einer Dehydrierung von Isobutan an.
Weitere Einzelheiten werden nachfolgend anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Bei dem in der Figur dargestellten Verfahren wird ein aus einer Isobutan-Dehydrierung kommender Einsatzstrom, der 70,5 Mol-% Wasserstoff, 3,5 Mol-% Methan, 0,5 Mol-% C 2-Kohlenwasserstoffe, 2,5 Mol-% C 3-Kohlenwasser­ stoffe, 9,7 Mol-% C 4-Kohlenwasserstoffe, 0,8 Mol-% Kohlendioxid, 0,7 Mol-% Kohlenmonoxid und 11,8 Mol-% Stickstoff enthält, über Leitung 1 zugeführt und in einem Wärmetauscher 2 von einer Temperatur von 290 K auf 283 K abgekühlt. Das über Leitung 1 herangeführte Gasgemisch hat einen Druck von 29,6 bar und befindet sich am Taupunkt. Durch die Vorkühlung im Wärmetauscher 2 kondensieren etwa 2,3% des Gasstroms. Der Gasstrom wird über Leitung 3 in den unteren Bereich einer Rektifiziersäule 4 eingespeist, in der die Abtrennung der C4-Kohlenwasserstoffe von den übrigen Komponenten erfolgt. Die abzutrennenden C4- Kohlenwasserstoffe sammeln sich im Sumpf der Rektifizier­ säule und werden über Leitung 5 als Produktstrom abgezogen. Dieses Produkt enthält neben 85,4 Mol-% C4-Kohlenwasserstoffe noch 1,8 Mol-% Wasserstoff, 0,6 Mol-% Methan, 0,4 Mol-% C2-Kohlenwasserstoffe, 10,4 Mol-% C3-Kohlenwasserstoffe, 0,4 Mol-% Kohlendioxid und 0,6 Mol-% Stickstoff. Der über Leitung 5 bei einer Temperatur von 282,5 K abgezogene Produktstrom enthält 99% der im zugeführten Gasgemisch enthaltenen C4-Kohlenwasserstoffe.
Am Kopf der Rektifiziersäule 4 wird über Leitung 6 eine gasförmige Fraktion bei einer Temperatur von 265 K abgezogen, die 79,1 Mol-% Wasserstoff, 3,9 Mol-% Methan, 0,5 Mol-% C2-Kohlenwasserstoffe, 1,5 Mol-% C3- Kohlenwasserstoffe, 0,1 Mol-% C4-Kohlenwasserstoffe, 0,9 Mol-% Kohlendioxid, 0,8 Mol-% Kohlenmonoxid und 13,2 Mol-% Stickstoff enthält. Dieses Gas wird in einem Wärmetauscher 7 auf eine Temperatur von 211 K abgekühlt, wobei etwa 10,2% des Gasgemisches kondensieren. Nachdem das Gemisch über Leitung 8 in einen Abscheider 9 eingetreten ist, findet hier eine Phasentrennung statt. Der kondensierte Anteil wird über Leitung 10 als Rücklauf auf den Kopf der Rektifiziersäule 4 zurückgegeben, während der nicht kondensierte Anteil über Leitung 11 aus dem oberen Bereich des Abscheiders 9 abgezogen wird. Dieses Gas enthält 71,2 Mol-% Wasserstoff, 3,6 Mol-% Methan, 0,7 Mol-% C2-Kohlenwasserstoffe, 8,4 Mol-% C3- Kohlenwasserstoffe, 2,4 Mol-% C4-Kohlenwassestoffe, 1,0 Mol-% Kohlendioxid, 0,7 Mol-% Kohlenmonoxid und 11,9 Mol-% Stickstoff. Es wird im Wärmetauscher 7 gegen die abzukühlende gasförmige Fraktion aus der Rektifizier­ säule 4 angewärmt und gelangt danach über Leitung 12 zum Wärmetauscher 2, in dem sie weiter gegen das abzukühlende Gasgemisch angewärmt wird, bevor sie schließlich über Leitung 13 als Restgas-Fraktion bei einer Temperatur von 287 K und unter einem Druck von 28,5 bar abgegeben wird. Zur Deckung des Kältebedarfs des Verfahrens wird über Leitung 14 ein Teilstrom des im Wärmetauscher 7 teilweise angewärmten, über Leitung 11 abgezogenen Restgasstroms abgezweigt und einer arbeitsleistenden Entspannung unterworfen. Dazu wird das Gas in einer Entspannungsturbine 15 zunächst auf einen Zwischendruck entspannt, dann über Leitung 16 erneut durch den Wärmetauscher 7 geführt und nach Teilerwärmung in diesem über Leitung 17 einer zweiten Entspannungsturbine 18 zugeführt, in der es weiter auf einen tieferen Druck entspannt und danach über Leitung 19 abgezogen wird. Das kalte Gas in Leitung 19 wird zunächst im Wärmetauscher 7 und danach im Wärmetauscher 2 gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt, bevor es schließlich über Leitung 20 als Niederdruck-Restgas abgegeben wird.
Zur Deckung eines weiteren Kältebedarfs im Wärmetauscher 7 kann ein durch 21 angedeuteter Kältekreislauf vorgesehen sein.

Claims (5)

1. Verfahren zum Abtrennen von C4-Kohlenwasserstoffen aus einem diese und leichtere Komponenten enthaltenden Gasgemisch durch Kühlung und Rektifikation, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch C4-Kohlenwasserstoffe, die mehr als 50 Mol-% der im Gas enthaltenen Kohlenwasserstoffe darstellen, und als weitere Komponenten im wesentlichen Methan, Stickstoff, und Wasserstoff sowie in geringeren Mengen C2- und C3-Kohlenwasserstoffe enthält, daß das Gasgemisch zunächst soweit abgekühlt wird, daß ein Teil des Gasgemisches kondensiert, wonach es in den unteren Bereich einer Rektifiziersäule eingespeist wird, daß aus dem Sumpf der Rektifiziersäule C4-Kohlenwasserstoffe als Produktstrom abgezogen werden und vom Kopf der Rektifiziersäule eine gasförmige Fraktion abgezogen wird, die in einem Wärmetauscher weiter abgekühlt und partiell kondensiert wird, wonach der partiell kondensierte Anteil als Rücklauf auf den Kopf der Rektifiziersäule gegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Kopf und dem Sumpf der Rektifiziersäule kleiner als 25°C, vorzugsweise kleiner als 20°C ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die weitere Abkühlung der gasförmigen Fraktion vom Kopf der Rektifiziersäule eine Temperaturabsenkung von mindestens 30°C, vorzugsweise von mehr als 40°C erzielt, wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der weiteren Abkühlung der gasförmigen Fraktion vom Kopf der Rektifiziersäule nicht kondensierte Teil im Wärmetausch gegen die abzukühlende gasförmige Fraktion und danach im Wärmetausch gegen das abzukühlende Gasgemisch angewärmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gasgemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffe zu 50 bis 70% aus C4-Kohlen­ wasserstoffen, zu 15 bis 40% aus Methan und zu 0 bis 25 aus C2- und C3-Kohlenwasserstoffen bestehen.
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PCT/EP1987/000427 WO1988000936A1 (en) 1986-08-06 1987-08-04 PROCESS FOR SEPARATING A GAS MIXTURE OF C2+ OR C3+ or C4 HYDROCARBONS
AU78577/87A AU592227B2 (en) 1986-08-06 1987-08-04 Process for separating a gas mixture of c2+ or c3+ or c4 hydrocarbons
EP87905437A EP0318504B1 (de) 1986-08-06 1987-08-04 Verfahren zum Abtrennen höherer Kohlenwasserstoffe aus einem Gasgemisch
DE8787905437T DE3770824D1 (de) 1986-08-06 1987-08-04 Verfahren zum abtrennen hoeherer kohlenwasserstoffe aus einem gasgemisch.
CA000543072A CA1310580C (en) 1986-08-06 1987-08-06 Process for separation of c _ or c _ or c_ hydrocarbons from a gaseous mixture
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644106C1 (de) * 1996-10-31 1998-01-29 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung eines im wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und C¶3¶-, C¶4¶- oder C¶3¶/C¶4¶-Kohlenwasserstoffen bestehenden Stromes
DE10005722A1 (de) * 2000-02-09 2001-08-16 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung eines im wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und C3-, C4- oder C3/C4-Kohlenwasserstoffen bestehenden Stromes
CN101955405A (zh) * 2010-10-18 2011-01-26 天津市泰旭物流有限公司 一种采用精馏的方法提纯制备正丁烷的技术
AT508831B1 (de) * 2009-10-02 2012-09-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Verfahren zur aufbereitung von erdölbegleitgas
CN110194711A (zh) * 2019-05-31 2019-09-03 山东东明石化集团有限公司 一种脱除醚后碳四及其分离出的丁烯物料中轻组分的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644106C1 (de) * 1996-10-31 1998-01-29 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung eines im wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und C¶3¶-, C¶4¶- oder C¶3¶/C¶4¶-Kohlenwasserstoffen bestehenden Stromes
DE10005722A1 (de) * 2000-02-09 2001-08-16 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung eines im wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und C3-, C4- oder C3/C4-Kohlenwasserstoffen bestehenden Stromes
AT508831B1 (de) * 2009-10-02 2012-09-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Verfahren zur aufbereitung von erdölbegleitgas
CN101955405A (zh) * 2010-10-18 2011-01-26 天津市泰旭物流有限公司 一种采用精馏的方法提纯制备正丁烷的技术
CN110194711A (zh) * 2019-05-31 2019-09-03 山东东明石化集团有限公司 一种脱除醚后碳四及其分离出的丁烯物料中轻组分的方法

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