JPH08506082A - 分解ガスからの低分子量ｃ▲下２▼▲下＋▼炭化水素の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、分解ガス、特に流体触媒分解排気ガスからの低分子量Ｃ₂₊炭化水素類、特にエチレンおよびエタンの回収方法に関する。本発明によれば、前記低分子量Ｃ₂₊炭化水素類が、有機、好適にはパラフィン性の物理的に作用するスクラビング剤を用いて、分解ガスの吸収によってスクラビングされる、前記スクラビング剤は、５０〜７５ｇ／ｍｏｌ、好適には６０〜７５ｇ／ｍｏｌの間の分子量を有する。スクラビング剤として特に適切であるのは、ペンタン、イソペンタンまたはそれらの混合物類である。捕集されたスクラビング剤の生成前に、同時抽出メタンをストリッピングするのが好都合である。

Description

【発明の詳細な説明】 分解ガスからの低分子量Ｃ₂₊炭化水素の回収方法 本発明は、炭化水素類の分解によって得られ高分子量炭化水素類を含まないよ うにしたガス混合物からの低分子量Ｃ₂₊炭化水素類、特にエチレンおよびエタン の回収方法に関する。 種々の分解ガス方法において、特に流動化触媒分解（ＦＣＣ）において、低分 子量炭化水素類が、特にエチレンおよびエタンばかりでなくＣ₃及びＣ₄炭化水素 類からなるガス混合物が得られる。ほとんどの精油所において、前記高分子量炭 化水素類（Ｃ₅₊炭化水素類）は、最初に分留によってＦＣＣ排気ガスから分離さ れる。その後、前記Ｃ₃₊炭化水素類は、オイルスクラビングによって回収される 、一方、全Ｃ₂炭化水素類のみならず、ある割合のＣ₃及びＣ₄炭化水素類は、燃 料ガスグリッド中に放出される。 Ｃ₂₊炭化水素類を同様にＦＣＣ排気ガスから回収しなければならない場合には 、低温方法における部分凝縮によって達成される。このような方法は例えばヨー ロッパ特許第１８５２０２号公報（EP-b 0 185 202）で公知である。ＦＣＣ排気 ガス類は一様に微量の高級，多価不飽和炭化水素類，窒素酸化物類及び酸素を含 有しているので、この方法は、常に、施設の極低温物中において爆発性のレジン 類が形成される可能性があるというある種の問題を抱えている。従って、低温方 法における部分凝縮によるプラントは、常にある種の安全上の問題を抱えている 。それ故に、例えば１９９０年２月、このような施設が、フランスにおいて８年 の操業を経た後に爆発した。 したがって、本発明の目的は、Ｃ₂₊炭化水素類が投入ガスから簡便に回収され るが、プラントの安全性が特殊な運転方法で保証されている導入部で記載したよ うな種類の回収方法を提供することである。 この目的は、本発明では、低分子量のＣ₂₊炭化水素類が、有機の、好適にはパ ラフィン性の物理的に作用するスクラビング剤による手段で、吸収カラムにおい て吸収されることによって、ガス混合物からスクラビングされる点において達成 される、前記スクラビング剤は、５０〜７５ｇ／ｍｏｌ、好適には６０〜７５ｇ ／ｍｏｌの間の分子量を有する、前記スクラビング剤は、ある循環路を流され最 初に低分子量炭化水素が捕集され、再生カラムで再生され、その後、あらためて 捕集するために吸収カラムに戻される。 本発明による方法は、低分子量炭化水素類がガススクラビング時においてガス 混合物から除去される、それによって爆発性レジン類の形成がこの操作で防止さ れるという点において安全性の危機を回避している。 スクラビング剤として用いるのは、Ｃ₄₊炭化水素分画、好適にはペンタン，イ ソペンタンまたはそれらの混合物類が好都合である。このようなスクラビング剤 は、Ｃ₂炭化水素類、特にエチレンおよびエタンに対するばかりでなくその他の 容易に可溶な成分類に対する高い溶媒力を特徴としている。上述の分子量範囲内 の割合からなる軽油、特にペンタン化合物類は、供給ガスの前処理時、例えば、 分留において得られ、従って、容易に入手可能である。 本発明の方法の好適な態様において、捕集されたスクラビング剤は、再生カラ ムに供給される前に、ストリッピングガスによってストリップされ、その結果、 同時に吸収されたメタンがストリッピングされることになる。それによって回収 されたメタンはさらに処理されるか、または、たとえば燃料ガスとして使用する ことができる。 もし捕集されたスクラビング剤のストリッピングが吸収カラムの下部において 実施されるならば、特に好都合な結果となる。装置の要件の観点からみた簡素化 とは別に、ストリッピングガスが吸収カラム全体を流れるので、本操作は、スク ラビング剤に溶解させたメタンがストリッピング領域に加えて吸収領域において スクラビング剤から既にストリッピングされているという利点を供する。 蒸発したスクラビング剤がストリッピングガスとして使用されるという特徴に よって、さらに利点が生ずる。その目的のため、例えば沸騰管によって熱を吸収 カラムの下部に導入し、一部のスクラビング剤を蒸発させる。吸収カラムの上部 は低温であるために、蒸発させたスクラビング剤をもういちど凝縮させ、低分子 量の炭化水素類を再捕集させることができる。外来性のストリッピングガスによ るストリッピングは、結果としてエチレン生成物フローの汚染を起こすことにな るかも知れない。 ガス混合物は、４から５０バール、好適には１０から３０バールの圧力で吸収 カラムに供給される。吸収時における圧上昇はエネルギー消費の増大をもたらす が、また、それは、必要なスクラビング剤の量を実質的に低下させる。したがっ て、例えば、必要なスクラビング剤の処理量は、もし圧力を４バールから３０バ ールに増加させると、半分に減らすことができる。 前記吸収が、０〜−５０℃の間、好適には−３０〜−５０℃、更に好適には− ３５〜−４５℃の間の温度で実施されるのが好都合である。はるかに低い温度は 低分子量の炭水化物類のためのスクラビング剤の溶媒力を増加させるが、一方で は、それらは、ＮＯ₂形成を増加させることの原因となるかも知れない。故に、 実質的に高いＮＯ_x含量を有する供給フローを用いる際には、吸収のために比較 的高い温度を選択すべきである。吸収カラムの冷オーバーヘッド生成物を、分解 ガス混合物を冷却するために使用することが可能である。 エチレンよりも軽い成分類、例えばメタン、が捕集されたスクラビング剤をス トリッピングさせた後、Ｃ₂₊炭化水素類を捕集したスクラビング剤を再生カラム 中に通過させる。再生カラムは、吸収時よりも高い温度で稼働する。本発明によ る方法における最高温度は、再生カラムの下部において主に起こる。そこで、ス クラビング剤は、スクラビング剤からのＣ_3-炭化水素類の脱離を図るために、好 適には沸騰管という手段によって加熱される。したがって、再生カラムのサンプ 中の温度は、１２０℃、好適には１０５℃を超えないように選択されているのが 好都合である。その理由は、たとえば重合によってブタジエンが形成されること が回避されることである。前記スクラビング剤から重合生成物を除去することは 困難である。従って、前記再生カラムのサンプ領域中における温度は、スクラビ ング剤からのＣ_3-炭化水素類の不適切な脱離によってその下限に予め設定され、 かつ、初期の高分子化によって上限に予め設定されている。 原則的に、スクラビング剤の再生は、吸収のためのそれよりも低いか又は高い 圧力で実施することが可能である。しかし、好適には、再生カラムにおける圧力 は、吸収カラムのそれ以下である。 ガスフローを再生カラムの上部から抜き出し、部分的に凝縮し、セパレータ中 を流し、スクラビング剤の喪失を低減するために、セパレータから再生カラム中 に凝縮物を還流として再導入する。さらに、Ｃ₂／Ｃ₃炭化水素類高含量の生成物 ガスフローを前記セバレータによって回収する。再生（カラム）中に流し込んだ Ｃ₄₊炭化水素類は、再生スクラビング剤と共にまたは再生スクラビング剤として 作用させなから再生カラムのサンプから吸収カラムに戻す。 本発明による方法をさらに開発したものによれば、再生カラムのヘッド生成物 を部分的に凝縮し、凝縮物を分離し再生カラム中に戻した後、Ｃ₂及びＣ₃炭化水 素高含量のガスフローをＣ₂／Ｃ₃分離に供する。前記Ｃ₂／Ｃ₃分離においてＣ₂ 炭化水素フローを回収し、その後の分離段階においてそれをエチレンおよびエタ ン含有生成物ガスフローに分離する。 下記において、本発明を実施例を参照してさらに説明する。 第１図：Ｃ₂およびＣ₃炭化水素類の吸収、再生および蒸留によるさらなる分離 を含む本発明の方法 が示されている。 各フローの組成に関して各表に列挙したデータの総数は、近似の故に１００％ を超えることに注意されたい。 ダクト１を経由して、Ｃ₄₊炭化水素類の分留によって遊離され乾燥させたＦＣ Ｃ分解排気ガスが、１３．３バールの圧力および２２℃の温度で吸収カラム２に 供給される。この場合、前記ＦＣＣ排気ガスは、下記の組成を有している。 Ｈ₂ ３．４重量％ Ｎ₂ １１．８重量％ ＣＯ １．１重量％ ＣＨ₄ ３１．６重量％ Ｃ₂ Ｈ₄ ２０．５重量％ Ｃ₂ Ｈ₆ ２８．４重量％ Ｃ₃ Ｈ₆ ２．０重量％ Ｃ₃ Ｈ₈ １．０重量％ その他成分類 ＜ ０．１重量％ ダクト３を経由して、約４分の３のペンタン及び約４分の１のイソペンタンか らなる再生スクラビング剤が、−４０℃の温度および１３．１バールの圧力で吸 収カラム２の上部領域中に供給される。スクラビング剤を煙突トレー４の上部で 抜き出し、形成されたプロセス熱を抜き出すために側面クーラー５中で冷却し、 再度、吸収カラム中に導入する。煙突トレー６の上部において、捕集されたスク ラビング剤は間接熱交換機（７）で再生スクラビング剤によって加温され、再度 吸収カラム２中に戻される。煙突トレー８の上部で、前記スクラビング剤が再度 抜き出され、煙突トレー８の下にある吸収カラム２中に再度供給する前にさらに 沸騰管９中で加温される。煙突トレー１０の上部で、前記スクラビング剤が再度 抜き出され、スクラビング剤が間接熱交換機（１１）で再生スクラビング剤によ って加熱され、吸収カラム２の最下部に供給される。煙突トレー６下の３つのカ ラム領域は、スクラビング剤からエチレンよりも軽い成分類を除去するように作 用する。スクラビング剤の加熱によって、スクラビング剤蒸気が形成されて、エ チレンよりも軽い成分類、特にメタン、がストリッピングするためのストリッピ ングガスとして用いられる。吸収カラム２のオーバーヘッドにおいて、Ｃ₂₊炭化 水素類が実質的に含有されず下記の組成を有するガスフローが以上のように抜き 出される。 Ｈ₂ ６．７重量％ Ｎ₂ ２３．０重量％ Ｏ₂ ０．１重量％ ＣＯ ２．２重量％ ＣＨ₄ ６１．６重量％ および微量のＣ₂₊炭化水素類 吸収カラム２のサンプから、ダクト１２によって、Ｃ₂₊炭化水素類が捕集され かつ温度５４℃および圧力１３．３４バールを有する次のスクラビング剤が抜き 出される。 Ｃ₂ Ｈ₄ ３．４重量％ Ｃ₂ Ｈ₆ ５．２重量％ Ｃ₃ Ｈ₆ ０．８重量％ Ｃ₃ Ｈ₈ ０．３重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ ６５．６重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ （イソ） ２４．６重量％ その他の成分類 ＜ ０．１重量％。 ダクト１２から捕集されたスクラビング剤がさらに、間接スクラビング剤によ って間接熱交換機（１３）で加熱され、再生カラム１４中に導入される。再生カ ラム１４中において、スクラビング剤の高温再生が起こる。その目的のため、生 成カラム（１５）のサンプからの再生スクラビング剤が沸騰管１７中において１ ０５℃まで部分的に（１６）加熱され、再生カラムの下部領域中に戻される。そ れによって形成されたスクラビング剤蒸気は、スクラビング剤からＣ₂およびＣ₃ 炭化水素類がストリッピングされる。温度５７℃および圧力７．６バールを有す る再生カラム（１８）のオーバーヘッド生成物がコンデンサー１９中で冷却され 、セパレータ２０中に導入される。完全に凝縮した大部分のスクラビング剤のた めに、完全に凝縮された成分類がセパレータ２０から再生カラム１４の上部領域 中に戻される。再生カラム１４のサンプからダクト１５を経由して温度１０２℃ および圧力７．８バールで抜き出されおよびタクト１６を経由して再生カラム中 に戻されないスクラビンク剤フローは、ポンプ２３によって圧力１４バールまで 上昇され、熱交換機１３，１１，７および３９中で−４０℃まで冷却される。再 生カラムから抜き出された再生スクラビング剤の組成は、下記のようである。 Ｃ₂ Ｈ₄ ０．４重量％ Ｃ₃ Ｈ₆ ０．５重量％ Ｃ₃ Ｈ₈ ０．２重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ ７２．０重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ （イソ） ２７．０重量％ およびその他の成分類 ＜ ０．１重量％ ダクト２２を経由して、少量のスクラビング剤バージが分離される。対応する 量のスクラビング剤はダクト２４を経由してダクト３中の冷却されたスクラビン グ剤に添加される。 セパレータ２０によって、下記の組成を有するＣ₂／Ｃ₃炭化水素ガス混合物を ダクト１５中に回収する。 Ｃ₂ Ｈ₄ ３８．７重量％ Ｃ₂ Ｈ₆ ５５．２重量％ Ｃ₃ Ｈ₆ ３．７重量％ Ｃ₃ Ｈ₈ １．９重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ ０．２重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ （イソ） ０．４重量％ およびその他の成分類 ＜ ０．１重量％ その後、このガスフローを分留器に流し、その目的のため、最初にカラム２６ 中に導入し、Ｃ₂／Ｃ₃分離を行った。カラム２６には、サンプヒーティング２７ が付属している。カラム２６のサンプから、Ｃ₃炭化水素類から基本的になる下 記の組成を有する蒸留物（ＬＰＧ）がダクト２８を経由して、抜き出される。 Ｃ₃ Ｈ₆ ５８．８重量％ Ｃ₃ Ｈ₈ ３０．９重量％ Ｃ₄ Ｈ₆ ０．３重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ ３．２重量％ Ｃ₅ Ｈ₁₂ （イソ） ６．７重量％ その他の成分類 ＜ ０．１重量％ 下記の組成を有するＣ₂炭化水素類のオーバーヘッド生成物が、ダクト２９を 経由してカラム３０中に供給される。 Ｃ₂ Ｈ₄ ３６．９重量％ Ｃ₂ Ｈ₆ ６２．９重量％ Ｃ₃ Ｈ₆ ０．１重量％ その他の成分類 ＜ ０．１重量％ ダクト２９中のＣ₃Ｈ₆／Ｃ₃Ｈ₈₊成分類を可能な限り少量に保持するために、側 面トレー３１上部で抜きだしたフロー３２がカラム２６の上部中に還流として戻 される。この還流３２は、下記の組成を有している： Ｃ₂ Ｈ₄ ２４．６重量％ Ｃ₂ Ｈ₆ ７５．３重量％ その他の成分類 ＜ ０．１重量％ カラム３０は、Ｃ₂化合物類をスプリットさせるように作用する。その目的の ため、カラム３０のサンプ領域は、サンプヒーティング３３によって加熱され、 一方、オーバーヘッド生成物は、カラム３０によって部分的に凝縮され（３４） 、セパレータ３５によって抜き出された凝縮物がダクト３６を経由してカラム３ ０中に還流として戻され、そこで、エチレンより重い成分類のバックウォッシン グが行われる。カラム３０のオーバーヘッド生成物の９９．９％を超えるものが エチレンによって代表され、その結果、ダクト３７を経由して、最小夾雑物の純 粋なエチレン生成物フローが回収される。次の組成を有するサンプ生成物が、ダ クト３８を経由してカラム３０のサンプから抜き出される。 Ｃ₂ Ｈ₄ ０．９重量％ Ｃ₂ Ｈ₆ ９８．８重量％ Ｃ₃ Ｈ₆ ０．３重量％ その他の成分類 ＜ ０．１重量％ ダクト３８からのこのエタン分画は、例えば、ダクト４０中の吸収カラム２のオ ーバーヘッド生成物と混合でき、燃料ガスとして使用できる。 カラム２６および３０は組み合わせて単一カラムとでき、その場合、このカラ ムヘッドから同様にエチレンフローを回収し、一方、カラムサンプから、Ｃ₃炭 化水素／エタン混合物が抜き出される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年６月１３日 【補正内容】 国際出願の明細書第２頁の差替 米国特許第４０３５１６７号明細書（US-A-4035 167）により、石炭ガス化装 置からの混合ガスから吸収によってエタンとエチレンを除去する方法は公知であ り、この方法においては、吸収のための浄化剤としてシクロヘキサン，シクロヘ キセン，1-クロロブタンもしくは1,1,1-トリクロロエタンが用いられている。 独国特許第１０８８４７７号公報（DE-B-1 088 477）には、分解ガスからエチ レンとエタンを吸収する方法が述べられており、この方法では、Ｈ₂，ＣＯ，Ｎ₂ 及びメタンが分解された後、残留しているＣ₂₊炭化水素混合物が夾雑物のアセト ンと共に導出される。 したがって、本発明の目的は、Ｃ₂₊炭化水素類が投入ガスから簡便に回収され るが、プラントの安全性が特殊な運転方法で保証されている導入部で記載したよ うな種類の回収方法を提供することである。 この目的は、本発明では、低分子量のＣ₂₊炭化水素類が、有機の、好適にはパ ラフィン性の物理的に作用するスクラビング剤による手段で、吸収カラムにおい て吸収されることによって、ガス混合物からスクラビングされる点において達成 される、前記スクラビング剤は、５０〜７５ｇ／ｍｏｌ、好適には６０〜７５ｇ ／ｍｏｌの間の分子量を有する、前記スクラビング剤は、ある循環路を流され最 初に低分子量炭化水素が捕集され、再生カラムで再生され、その後、あらためて 捕集するために吸収カラムに戻される。 本発明による方法は、低分子量炭化水素類がガススクラビング時においてガス 混合物から除去される、それによって爆発性レジン類の形成がこの操作で防止さ れるという点において安全性の危機を回避している。 スクラビング剤として用いるのは、Ｃ₄₊炭化水素分画、好適にはペンタン，イ ソペンタンまたはそれらの混合物類が好都合である。このようなスクラビング剤 は、Ｃ₂炭化水素類、特にエチレンおよびエタンに対するばかりでなくその他の 容易に可溶な成分類に対する高い溶媒力を特徴としている。上述の分子量範囲内 の割合からなる軽油、特にペンタン化合物類は、供給ガスの前処理時、例えば、 分留において得られ、従って、容易に入手可能である。 本発明の方法の好適な態様において、捕集されたスクラビング剤は、再生カラ ムに供給される前に、ストリッピングガスによってストリップされ、その結果、 同時に吸収されたメタンがストリッピングされることになる。それによって回収 されたメタンはさらに処理されるか、または、たとえば燃料ガスとして使用する ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．炭化水素類の分解によって得られ高分子量炭化水素類を含まないようにした ガス混合物からの低分子量Ｃ₂₊炭化水素類、特にエチレンおよびエタンの回収方 法で、低分子量Ｃ₂₊炭化水素類が有機、好適にはパラフィン性の物理的に作用す るスクラビング剤による手段で吸収カラムにおいて吸収されることによって、ガ ス混合物からスクラビングされることを特徴とし、 前記スクラビング剤は、５０〜７５ｇ／ｍｏＬ、好適には６０〜７５ｇ／ｍｏ １の間の分子量を有し、 前記スクラビング剤は、ある循環路を流され最初に低分子量炭化水素を捕集し 、再生カラムで再生され、その後、あらためて捕集するために吸収カラムに戻さ れることを特徴とする前記方法。 ２．前記スクラビング剤として、Ｃ₄₊炭化水素分画、好適にはペンタン、イソペ ンタンまたはそれらの混合物類が用いられることを特徴とする請求項１に記載の 方法。 ３．捕集されたスクラビング剤は、再生カラムに供給される前に、ストリッピン グ剤によってストリップされ、それによって、特に同時に吸収されたメタンがス トリッピングされることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の方法 。 ４．捕集したスクラビング剤のストリッピングが吸収カラムの下部において実施 されることを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．蒸発させたスクラビング剤をストリッピングガスとして用いることを特徴と する請求項３又は４に記載の方法。 ６．前記分解ガスが、４〜５０バールの圧力、好適には１０〜３０バールの圧力 で吸収カラムに供給されることを特徴とする請求項１から５項の何れか１項に記 載の方法。 ７．前記吸収が、０〜−５０℃の間、好適には−３０〜−５０℃の間、特に好適 には−３５〜−４５℃の間の温度で実施されることを特徴とする請求項１から６ 項の何れか１項に記載の方法。 ８．前記再生カラムのサンプ中における温度が１２０℃、好適には１０５℃を超 えないことを特徴とする請求項１から７項の何れか１項に記載の方法。 ９．再生カラム中における圧力が前記吸収カラムのそれ以下であることを特徴と する請求項１から８項の何れか１項に記載の方法。 １０．再生カラムのヘッドから抜き出され部分凝縮後凝縮物から分離されたＣ₂ 炭化水素類およびＣ₃炭化水素類を含有するガスをＣ₂／Ｃ₃分離に供することお よび前記Ｃ₂／Ｃ₃分離によって抜き出されたＣ₂炭化水素類をさらにエチレン− およびエタン含有生成物ガスフローに分離することを特徴とする請求項１から９ 項の何れか１項に記載の方法。