JPS61106523A - 炭化水素分解物の精製法 - Google Patents
炭化水素分解物の精製法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭化水素分解物の低温精製法に関し、さらに
詳しくは、石油、天然ガス等を原料として、例えば熱分
解によりエチレン等を製造するプラントにおける炭化水
素分解物の低温精製法に関する。
詳しくは、石油、天然ガス等を原料として、例えば熱分
解によりエチレン等を製造するプラントにおける炭化水
素分解物の低温精製法に関する。
炭化水素熱分解物から水素、メタン等の副生軽質留分、
エチレン等の特定重質留分およびエタン等の副生重質留
分とを分離する方法、並びに副生水素と副生メタンを分
離精製する方法は従来から種々提案され、実用に供され
ているが、エチレン等の特定留分が副生軽質留分に同伴
されるのを防止し、エチレン等の得率増加を図ることは
、運転コストの低減および省エネルギーの観点から非常
に重要なことである。
エチレン等の特定重質留分およびエタン等の副生重質留
分とを分離する方法、並びに副生水素と副生メタンを分
離精製する方法は従来から種々提案され、実用に供され
ているが、エチレン等の特定留分が副生軽質留分に同伴
されるのを防止し、エチレン等の得率増加を図ることは
、運転コストの低減および省エネルギーの観点から非常
に重要なことである。
従来の炭化水素分解物の分離精製設備（例えば特開昭５
７−１０８１９２号公報）の典型的な系統図を第２図に
示す。この設備は、供給物処理工程１、脱メタン塔工程
３および水素、メタン分離精製工程２から構成される。
７−１０８１９２号公報）の典型的な系統図を第２図に
示す。この設備は、供給物処理工程１、脱メタン塔工程
３および水素、メタン分離精製工程２から構成される。
炭化水素の熱分解により得られる分解ガスは、分解に供
給される原料および分解方法によりその成分組成は変化
するが、通常、代表的成分として硫化水素、炭酸ガス等
の酸性ガス、水素、メタン、エチレン、プロピレン、ブ
タジェン等の０４炭化水素、さらに高沸点の炭化水素と
分解時に使用する水蒸気により構成される。酸性ガスお
よび水分を除去した分解ガスは、多段圧縮機で最終的に
約３５ｋｇ／ｃｊＧ程度にまで圧縮される。供給物処理
工程１では、コンプレッサー等で圧縮高圧化された水素
、メタン、エチレン、エタン、さらに重質留分を含む分
解ガスＦを９１ ラ９７８・９・ １０およ
び１１を介して順次・熱交換器Ｅ−１、Ｅ−２）Ｅ−３
およびＥ−４に通し、ライン４．５および６を通る冷媒
（プロピレン冷媒やエチレン冷媒）により逐次、冷却、
低温化する。上記低温化によって逐次生成した大部分の
エチレンを含む凝縮液は、気液分離ドラムＤ−１、Ｄ−
２およびＤ−３でガスと分離され、それぞれライン１２
．１３．１４および１５を通り、脱メタン塔工程３の脱
メタン塔Ｔ−２に送られる。
給される原料および分解方法によりその成分組成は変化
するが、通常、代表的成分として硫化水素、炭酸ガス等
の酸性ガス、水素、メタン、エチレン、プロピレン、ブ
タジェン等の０４炭化水素、さらに高沸点の炭化水素と
分解時に使用する水蒸気により構成される。酸性ガスお
よび水分を除去した分解ガスは、多段圧縮機で最終的に
約３５ｋｇ／ｃｊＧ程度にまで圧縮される。供給物処理
工程１では、コンプレッサー等で圧縮高圧化された水素
、メタン、エチレン、エタン、さらに重質留分を含む分
解ガスＦを９１ ラ９７８・９・ １０およ
び１１を介して順次・熱交換器Ｅ−１、Ｅ−２）Ｅ−３
およびＥ−４に通し、ライン４．５および６を通る冷媒
（プロピレン冷媒やエチレン冷媒）により逐次、冷却、
低温化する。上記低温化によって逐次生成した大部分の
エチレンを含む凝縮液は、気液分離ドラムＤ−１、Ｄ−
２およびＤ−３でガスと分離され、それぞれライン１２
．１３．１４および１５を通り、脱メタン塔工程３の脱
メタン塔Ｔ−２に送られる。
この冷却は一般的に一６０℃から一１１０℃程度まで行
なわれ、その冷却程度はメタン中にリークするエチレン
の損失許容度により決定される。一方、最終段の精留塔
Ｔ−１で分離された水素、メタンを主成分とするガスは
、ライン１６を介して水素、メタン分離精製工程２に送
られる。水素、メタン分離精製工程２での主としてメタ
ンから構成される凝縮液の一部は供給物処理工程１の精
留塔↑−１の還流液として供給され、また脱メタン塔工
程３の脱メタン塔Ｔ−２の塔頂ガスが水素、メタン分離
精製工程２での水素、メタン混合ガス冷却器Ｅ−５の冷
媒として供給されるようになっている。
なわれ、その冷却程度はメタン中にリークするエチレン
の損失許容度により決定される。一方、最終段の精留塔
Ｔ−１で分離された水素、メタンを主成分とするガスは
、ライン１６を介して水素、メタン分離精製工程２に送
られる。水素、メタン分離精製工程２での主としてメタ
ンから構成される凝縮液の一部は供給物処理工程１の精
留塔↑−１の還流液として供給され、また脱メタン塔工
程３の脱メタン塔Ｔ−２の塔頂ガスが水素、メタン分離
精製工程２での水素、メタン混合ガス冷却器Ｅ−５の冷
媒として供給されるようになっている。
脱メタン塔工程３は、前記供給物処理工程１から供給さ
れる凝縮液を脱メタン塔Ｔ−２に受は入れ、前記凝縮液
成分であるエチレン、エタン等の重質留分中に残存する
水素、メタン等の軽質留分を最終的にエチレン以上の重
質留分から分離精製するものである。脱メタン塔Ｔ−２
は、塔本体３０と、コンデンサー３１、還流ドラム３２
および還流ポンプ３３からなる還流系統と、リボイラ３
４とを備えている。脱メタン塔Ｔ−２の塔頂からは残存
水素、メタンを含む留分が抜き出され、一方、塔底から
はエチレンおよびエタン等の重質留分Ｅが抜き出される
。
れる凝縮液を脱メタン塔Ｔ−２に受は入れ、前記凝縮液
成分であるエチレン、エタン等の重質留分中に残存する
水素、メタン等の軽質留分を最終的にエチレン以上の重
質留分から分離精製するものである。脱メタン塔Ｔ−２
は、塔本体３０と、コンデンサー３１、還流ドラム３２
および還流ポンプ３３からなる還流系統と、リボイラ３
４とを備えている。脱メタン塔Ｔ−２の塔頂からは残存
水素、メタンを含む留分が抜き出され、一方、塔底から
はエチレンおよびエタン等の重質留分Ｅが抜き出される
。
次に、水素、メタン分離精製工程２は、前記供給物処理
工程１から供給される、主として水素、メタンから構成
される混合ガスをジュール−トムソン効果を利用した深
冷分離法により最終的に約９５ ｍ ｏ １２％程度の
水素ガスとメタンを主成分とする液に分離精製するもの
である。供給混合ガスは、ライン１６から順次、第１段
冷却器Ｅ−５、第１段分離ドラムＤ−４、第２段冷却器
Ｅ−６および第２段分離ドラムＤ−５を通って精製され
、最終的にライン２１および２２からそれぞれ高圧およ
び低圧メタンガスが、並びにライン２３から精製水素ガ
スが取出される。冷却器Ｅ−５およびＥ−６に使用され
る冷媒は、分離ドラムＤ−４およびＤ−５からの凝縮メ
タン液（ライン２１．２２）と精製水素ガス（ライン２
３）が用いられる。
工程１から供給される、主として水素、メタンから構成
される混合ガスをジュール−トムソン効果を利用した深
冷分離法により最終的に約９５ ｍ ｏ １２％程度の
水素ガスとメタンを主成分とする液に分離精製するもの
である。供給混合ガスは、ライン１６から順次、第１段
冷却器Ｅ−５、第１段分離ドラムＤ−４、第２段冷却器
Ｅ−６および第２段分離ドラムＤ−５を通って精製され
、最終的にライン２１および２２からそれぞれ高圧およ
び低圧メタンガスが、並びにライン２３から精製水素ガ
スが取出される。冷却器Ｅ−５およびＥ−６に使用され
る冷媒は、分離ドラムＤ−４およびＤ−５からの凝縮メ
タン液（ライン２１．２２）と精製水素ガス（ライン２
３）が用いられる。
この際、水素の相当部は設備能力を助けるために冷媒メ
タン液に吹き込まれ、その分圧効果によりより低温の冷
媒メタン液の生成する。残りの水素はさらに一部がエチ
レンプラント内で水添用として消費され、必要量が含ま
れる微量の一酸化炭素を除去した後、製品水素として払
い出される。その残りは燃料として消費される。
タン液に吹き込まれ、その分圧効果によりより低温の冷
媒メタン液の生成する。残りの水素はさらに一部がエチ
レンプラント内で水添用として消費され、必要量が含ま
れる微量の一酸化炭素を除去した後、製品水素として払
い出される。その残りは燃料として消費される。
一方、冷却過程で凝縮し、脱メタン塔へ供給されたエチ
レンおよび高沸点成分は、熔解する水素およびメタンを
脱メタン塔での精留操作により最終的に分離し、塔底留
分として精製されて次工程に供給される。この際、分離
された水素およびメタンは塔頂ガス成分として取出され
、膨脹機や熱交換器を経由してその持っている冷熱を有
効に回収された後、燃料として払い出され、消費される
。
レンおよび高沸点成分は、熔解する水素およびメタンを
脱メタン塔での精留操作により最終的に分離し、塔底留
分として精製されて次工程に供給される。この際、分離
された水素およびメタンは塔頂ガス成分として取出され
、膨脹機や熱交換器を経由してその持っている冷熱を有
効に回収された後、燃料として払い出され、消費される
。
上記従来法における各部の物質収支のデータの一例を第
１表に示した。
１表に示した。
第１表
（発明が解決しようとする問題点）
第２図のプロセスは、水素、メタン分離精製工程と前記
冷却工程の最終部での精留塔との組合わせｊ（ｔ
効果′″１す・ｌｌｙ中９リー′ｔ″″ｆ ｔｚ
７１）Ｕ収を図ると共に、脱メタン塔の還流域、すな
わち脱メタン塔塔頂凝縮器で使用する高価な冷媒の使用
量の低減化を図ったものであるが、低温冷媒の多量消費
に多くのエネルギーを必要とする欠点がある。すなわち
、上記方法において問題となる点は、エチレンをメタン
等のより軽質成分から分離するために一１００℃程度の
高価なエチレン冷媒等を多量に必要とし、それらのため
のエネルギー消費が非常に大きいこと、そして分離され
た水素の処理効率がよなくないこと等である。
冷却工程の最終部での精留塔との組合わせｊ（ｔ
効果′″１す・ｌｌｙ中９リー′ｔ″″ｆ ｔｚ
７１）Ｕ収を図ると共に、脱メタン塔の還流域、すな
わち脱メタン塔塔頂凝縮器で使用する高価な冷媒の使用
量の低減化を図ったものであるが、低温冷媒の多量消費
に多くのエネルギーを必要とする欠点がある。すなわち
、上記方法において問題となる点は、エチレンをメタン
等のより軽質成分から分離するために一１００℃程度の
高価なエチレン冷媒等を多量に必要とし、それらのため
のエネルギー消費が非常に大きいこと、そして分離され
た水素の処理効率がよなくないこと等である。
本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、圧縮、冷却等に
要するエネルギー消費を低減した炭化水素分解物の精製
法を提供することにある。
要するエネルギー消費を低減した炭化水素分解物の精製
法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、水素、メタン、エチレン、エタンおよび高沸
点炭化水素成分を含む炭化水素分解物のガス流から、メ
タンおよびそれより低沸点成分とエチレンおよびそれよ
り高沸点成分とに分離する工程と、メタンおよびそれよ
り低沸点成分をさらに分離して水素ガスを精製する工程
とを有する炭化水素分解物の精製法において、水素を精
製する最終工程の前段階から分離精製後の必要水素量を
差引いて過剰となる分の水素ガスおよびこれに同伴する
メタンガスを分岐し、膨脹機により低温化した後、前記
工程の冷媒として利用することを特徴とする。
点炭化水素成分を含む炭化水素分解物のガス流から、メ
タンおよびそれより低沸点成分とエチレンおよびそれよ
り高沸点成分とに分離する工程と、メタンおよびそれよ
り低沸点成分をさらに分離して水素ガスを精製する工程
とを有する炭化水素分解物の精製法において、水素を精
製する最終工程の前段階から分離精製後の必要水素量を
差引いて過剰となる分の水素ガスおよびこれに同伴する
メタンガスを分岐し、膨脹機により低温化した後、前記
工程の冷媒として利用することを特徴とする。
本発明において、過剰となる分の水素ガスを低温化する
ための膨脹機としては、エチレン、エタンおよびそれよ
り高沸点の炭化水素成分中に溶解する水素およびメタン
を分離除去するための脱メタン塔の塔頂水素およびメタ
ンガスの膨脹機（Ｃ−１）を兼用することが好ましい。
ための膨脹機としては、エチレン、エタンおよびそれよ
り高沸点の炭化水素成分中に溶解する水素およびメタン
を分離除去するための脱メタン塔の塔頂水素およびメタ
ンガスの膨脹機（Ｃ−１）を兼用することが好ましい。
また前記膨脹機（Ｃ−１）を、システムの残ガスとして
払い出されるメタンガスの圧縮ｆｉ（Ｃ−２）を組合わ
せ、該圧縮機の所要動力の全部または一部を負担させる
ことにより、より大きい省エネルギー効果を得ることが
できる。
払い出されるメタンガスの圧縮ｆｉ（Ｃ−２）を組合わ
せ、該圧縮機の所要動力の全部または一部を負担させる
ことにより、より大きい省エネルギー効果を得ることが
できる。
本発明は、処理流量と圧縮比を基に適正に設計、製作さ
れた圧縮機により約３５ｋｇ／ｃｎｌＧ程度に昇圧され
た分解ガスを逐次冷却し、生成する凝縮液を脱メタン塔
に供給し、溶解する水素、メタンを塔頂オフガスとして
除去し、そのオフガスを膨脹機を経て冷媒として利用し
、該冷熱を回収された後のガスを燃料等として利用する
点は、従来技術と同じであるが、分解ガスの冷却工程で
分離され、水素とメタンとの分離精製工程に送られて約
−１２５℃程度に冷却されたガスを、従来のようにその
全量を冷却し、精製水素（約９５％程度）と残メタン液
とに分離する水素、メタン分離精製工程の最終段に送ら
ずに、その一部をライン４０から分岐し、これを前記脱
メタン塔３０の塔頂オフガスと合流させ、膨脹機Ｃ−１
を通して冷媒として有効に利用するようにした点が従来
技術と異なる。
れた圧縮機により約３５ｋｇ／ｃｎｌＧ程度に昇圧され
た分解ガスを逐次冷却し、生成する凝縮液を脱メタン塔
に供給し、溶解する水素、メタンを塔頂オフガスとして
除去し、そのオフガスを膨脹機を経て冷媒として利用し
、該冷熱を回収された後のガスを燃料等として利用する
点は、従来技術と同じであるが、分解ガスの冷却工程で
分離され、水素とメタンとの分離精製工程に送られて約
−１２５℃程度に冷却されたガスを、従来のようにその
全量を冷却し、精製水素（約９５％程度）と残メタン液
とに分離する水素、メタン分離精製工程の最終段に送ら
ずに、その一部をライン４０から分岐し、これを前記脱
メタン塔３０の塔頂オフガスと合流させ、膨脹機Ｃ−１
を通して冷媒として有効に利用するようにした点が従来
技術と異なる。
従来の設備および方法においては、炭化水素の熱分解に
より生成する水素量と、プラント内でアセチレン等の水
添用および製品として払い出す必要水素量との差で過剰
となる水素は、エネルギー消費の観点から十分有効に活
用した後、燃料系に放出しているとはいえなかった。し
かし本発明においては、その過剰となる水素をより有効
に利用することにより、これら分離精製での省エネルギ
ーを図るようにした点に特色がある。すなわち、本発明
は、メタンとの分離における水素、メタン分離精製工程
の最終段に送る前段階で過剰分の水素とそれに同伴する
多量のメタンをライン４０で分岐し、その分岐ガスを膨
脹機ｃ−ｉによツソ減圧化処理することにより、高圧分
岐ガスの持つエネルギーを動力として回収すると同時に
一層価値の高い冷媒を得、これらの冷媒からの冷熱回収
により、より省エネルギー化を可能としたものである。
より生成する水素量と、プラント内でアセチレン等の水
添用および製品として払い出す必要水素量との差で過剰
となる水素は、エネルギー消費の観点から十分有効に活
用した後、燃料系に放出しているとはいえなかった。し
かし本発明においては、その過剰となる水素をより有効
に利用することにより、これら分離精製での省エネルギ
ーを図るようにした点に特色がある。すなわち、本発明
は、メタンとの分離における水素、メタン分離精製工程
の最終段に送る前段階で過剰分の水素とそれに同伴する
多量のメタンをライン４０で分岐し、その分岐ガスを膨
脹機ｃ−ｉによツソ減圧化処理することにより、高圧分
岐ガスの持つエネルギーを動力として回収すると同時に
一層価値の高い冷媒を得、これらの冷媒からの冷熱回収
により、より省エネルギー化を可能としたものである。
第２表は、従来例と比較した本発明の実施例におけるエ
ネルギー消費データを示したものである。
ネルギー消費データを示したものである。
この場合の物質収支はいずれも第１表に′記載したもの
と大略同値である。この結果から明らかなように、本発
明においては顕著な省エネルギー効果が得られることが
わかる。
と大略同値である。この結果から明らかなように、本発
明においては顕著な省エネルギー効果が得られることが
わかる。
以下余白
ｉ
□
第２表
＊ 使用する一１００℃レベルのエチレン冷媒に係る冷
凍圧縮機の所要動力を示す。
凍圧縮機の所要動力を示す。
（発明の効果）
本発明によれば、水素、メタン分離精製工程において、
システム全体として過剰分となる水素ガスを取出し、こ
れを膨脹機により減圧化して動力回収を行なうと同時に
冷媒としての価値を高めた上で有効利用することにより
、システム全体の冷却用動力を低減し、省エネルギー化
を図ることができる。
システム全体として過剰分となる水素ガスを取出し、こ
れを膨脹機により減圧化して動力回収を行なうと同時に
冷媒としての価値を高めた上で有効利用することにより
、システム全体の冷却用動力を低減し、省エネルギー化
を図ることができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す炭化水素分解物の精
製法の装置系統図、第２図は、従来の同様な炭化水素分
解物の精製法を示す装置系統図である。 １・・・分解ガス（供給物）処理工程、２・・・水素、
メタン分離精製工程、３・・・脱メタン塔工程、Ｅ−１
、Ｅ−２）Ｅ−３、Ｅ−４・・・分解ガスの冷却用熱交
換器、Ｅ−９、Ｅ−１０・・・冷熱回収熱交換器、Ｄ−
１、Ｄ−２）Ｄ−３・・・気液分離ドラム、Ｔ−１・・
・精留塔、Ｔ−２・・・脱メタン塔、Ｃ−１・・・膨脹
機、Ｃ−２・・・圧縮機、４０・・・分岐ライン。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第１図 Ｔ−１−一一顆路塔 Ｔ−２−−−Ｊｌｔメタンｊ合
製法の装置系統図、第２図は、従来の同様な炭化水素分
解物の精製法を示す装置系統図である。 １・・・分解ガス（供給物）処理工程、２・・・水素、
メタン分離精製工程、３・・・脱メタン塔工程、Ｅ−１
、Ｅ−２）Ｅ−３、Ｅ−４・・・分解ガスの冷却用熱交
換器、Ｅ−９、Ｅ−１０・・・冷熱回収熱交換器、Ｄ−
１、Ｄ−２）Ｄ−３・・・気液分離ドラム、Ｔ−１・・
・精留塔、Ｔ−２・・・脱メタン塔、Ｃ−１・・・膨脹
機、Ｃ−２・・・圧縮機、４０・・・分岐ライン。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第１図 Ｔ−１−一一顆路塔 Ｔ−２−−−Ｊｌｔメタンｊ合
Claims (3)
- （１）水素、メタン、エチレン、エタンおよび高沸点炭
化水素成分を含む炭化水素分解物のガス流から、メタン
およびそれより低沸点成分とエチレンおよびそれより高
沸点成分とに分離する工程と、メタンおよびそれより低
沸点成分をさらに分離して水素ガスを精製する工程とを
有する炭化水素分解物の精製法において、水素を精製す
る最終工程の前段階から分離精製後の必要水素量を差引
いて過剰となる分の水素ガスおよびこれに同伴するメタ
ンガスを分岐し、膨脹機により低温化した後、前記工程
の冷媒として利用することを特徴とする炭化水素分解物
の精製法。 - （２）特許請求の範囲第１項において、前記膨脹機とし
て、エチレン、エタンおよびこれより高沸点の炭化水素
成分中に溶解する水素およびメタンを分離除去するため
の脱メタン塔の塔頂水素およびメタンガスの膨脹機を兼
用することを特徴とする炭化水素分解物の精製法。 - （３）特許請求の範囲第２項において、前記膨脹機をシ
ステムから払い出されるメタンガスの圧縮機と組合わせ
、該圧縮機の所要動力の全部または一部を負担するよう
にしたことを特徴とする炭化水素分解物の精製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59229361A JPS61106523A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 炭化水素分解物の精製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59229361A JPS61106523A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 炭化水素分解物の精製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61106523A true JPS61106523A (ja) | 1986-05-24 |
| JPH0234327B2 JPH0234327B2 (ja) | 1990-08-02 |
Family
ID=16890959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59229361A Granted JPS61106523A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 炭化水素分解物の精製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61106523A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019529318A (ja) * | 2016-09-19 | 2019-10-17 | サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ | 水蒸気改質システムおよび水蒸気改質プロセス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5174981A (ja) * | 1974-11-27 | 1976-06-29 | Air Prod & Chem | |
| JPS57108192A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Low temperature refining of cracked hydrocarbon |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59229361A patent/JPS61106523A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5174981A (ja) * | 1974-11-27 | 1976-06-29 | Air Prod & Chem | |
| JPS57108192A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Low temperature refining of cracked hydrocarbon |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019529318A (ja) * | 2016-09-19 | 2019-10-17 | サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ | 水蒸気改質システムおよび水蒸気改質プロセス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0234327B2 (ja) | 1990-08-02 |
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