KR102448446B1 - 프로필렌 플랜트로부터 에틸렌 및 프로필렌 수율을 증가시키기 위한 방법 - Google Patents

프로필렌 플랜트로부터 에틸렌 및 프로필렌 수율을 증가시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시 내용은 조합된 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 증기 및 분해 가스 증기 스트림으로부터 C2 및 C3 성분을 분해시키기 위해, 향류 스트림을 갖는 패킹된 정류기를 이용하는 직접생산 프로필렌 생산 시스템에서의 C2 및 C3 성분의 회수 방법을 제공한다.

Description

프로필렌 플랜트로부터 에틸렌 및 프로필렌 수율을 증가시키기 위한 방법{PROCESS FOR INCREASING ETHYLENE AND PROPYLENE YIELD FROM A PROPYLENE PLANT}
본 발명은 일반적으로 직접생산 프로필렌 플랜트(on-purpose propylene plant)로부터의 에틸렌 및 프로필렌의 수율을 개선하는 것에 관한 것이다.
직접생산 프로필렌 플랜트는, 예컨대 UOP 올레플렉스(UOP Oleflex) 및 루머스 카토핀(Lummus Catofin) 공정과 같이 알려져 있다. 종래의 분리 장비를 이용하는 통상적인 직접생산 프로필렌 플랜트 생성물 회수 섹션은 하기와 같은 상호접속되고, 순차적인 유닛 작업을 포함한다: a) 켄칭 타워; b) 압축기; c) 탈에탄흡수기; d) C3 스플리터; 및 e) 탈프로판흡수기. 이러한 플랜트는, 높은 최대 2%의, 2개 및 3개의 탄소 원자 탄화수소(에탄, 에틸렌, 프로판 및 프로필렌)의 하위값 연료 가스 스트림으로의 생성물 손실을 갖는 경향을 가진다. 연중 550 킬로톤(kta)의 용량으로 작동하는 이러한 통상적인 플랜트를 사용하면, 2개 및 3개의 탄소 원자 탄화수소의 손실은 10 kta에 달한다. 이러한 탄화수소의 현재 가격에서, 연료 가스에 대한 손실은 연중 1000만 US 달러를 초과한다.
C3+ 물질로부터의 별개의 스트림으로의 C1 및 C2의 분리가 일반적으로 실시된다. 문헌 [Ethylene, H. Zimmerman et al, Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Online ISBN: 9783527306732]에 개괄된 바와 같이 올레핀 플랜트의 탄화수소 분획화 구간에서의 초저온 탈메탄흡수기 및 탈에탄흡수기 및 탈프로판흡수기 시스템의 일반적인 용도가 존재한다. 탈메탄흡수기에 대해, 공급물 온도는 변화될 수 있으나, 통상적으로 약 -100℃이고, 압력은 400-500 psia이다. 오버헤드 잔류 생성물은 수소, CO, 메탄, 및 소량의 C2를 함유한다.
탈에탄흡수기는 또한 본 기술분야에 공지되어 있다. 정단 탈메탄흡수기 분획화 트레인에서, 탈메탄흡수기는 통상적으로 탈에탄흡수기가 후속된다. 탈에탄흡수기는 환류를 위해 사용되는 농축된 C2 스트림을 가질 것이다. 예를 들면, 미국특허 제5421167호는 향상된 올레핀 회수 방법을 개시하고 있고, 여기서 액체 탄화수소 스트림은 프로필렌 냉동 조건에 대해 개선된 응축을 위해 주입된다. 미국특허 제5152148호는 프로판 제거 공정을 개시하고 있고, 여기서 탈프로판흡수기 하부는 프로판 회수를 개선하기 위해 탈에탄흡수기를 환류시키기 위해 사용된다. 미국특허출원 공보 20020198430은 에틸렌의 정제를 위한 방법을 개시하고 있고, 이는 개선된 회수를 제공하지만 또한 탈메탄흡수기 및 탈에탄흡수기 칼럼을 사용한다. PCT 공보 WO2008005518은 프로판 회수 방법을 개시하고 있고, 여기서 고압 공급 가스가 냉각되고 팽창되어 공급 가스를 C2+ 풍부한 액체로 응축시키고, 이는 탈에탄흡수기 환류를 위해 사용된다.
탄화수소를 분리하기 위해 실시되는 다수의 흡수 방법이 존재한다. 예로서, 미국특허 제5414168호는 정제된 수소를 회수하기 위한 방법을 기재하고 있고; 미국특허출원 공보 제20020174679호는 에틸렌 플랜트 냉동 시스템을 개시하고 있고; 그리고 미국특허 제6712880호는 고압 흡수기 칼럼을 이용하는 초저온 공정을 기재하고 있다.
또한, 특히 천연 가스로부터 천연 가스 액체(NGL, C2 이상의 성분)를 분리하기 위한 - 액화 천연 가스(LNG)로부터 가스를 분리하기 위한 다수의 방법이 존재한다. 예를 들면, 미국특허 제6604380호 및 미국특허 제8434325호는 LNG의 처리 방법을 개시하고 있고, LNG 스트림으로부터 NGL의 회수를 교시하고 있다. 미국특허출원 공보 제20060042312호는 열교환기, 정류 칼럼을 사용하는 LNG로부터의 C2+의 추출에 의한 LNG로부터의 에탄 및 중질 탄화수소를 추출하기 위한 방법을 기술하고 있고, 압축 필요성을 감소시키는 처리 단계에 중점을 두고 있다. 미국특허출원 공보 제20080000265호는 공급물을 분리하고, 일부 공급물을 정류기의 부품들을 가열시킴으로써 LNG로부터 NGL을 회수하는 방법을 개시하고 있다. LNG로부터 C2+를 회수하기 위한 가스 컨디셔닝 방법을 사용하는 미국특허출원 공보 제20080083246호는 터보-압축기/팽창기를 이용하는 열 통합 방법을 교시하고 있다.
NGL을 회수하기 위해, 통상적인 가스 플랜트는 탈메탄흡수기 및 탈에탄흡수기를 포함할 것이다. 이는 잔류 가스 스트림, C2 풍부 스트림 및 C3 풍부 스트림(탈에탄흡수기의 하부)로 가스를 분획화할 것이다. 미국특허 제7051553호는 NGL 회수를 위한 일반적인 2개 칼럼 방법을 교시하고 있다. 2-칼럼 NGL 회수 플랜트는 흡수기 및 증류 칼럼을 포함하고, 이에서 흡수기는 2개의 냉각된 환류 스트림을 공급받고, 여기서 하나의 환류 스트림은 NGL의 증기 부분을 포함하고, 다른 환류 스트림은 증류 칼럼의 오버헤드에 의해 공급되는 린 환류(lean reflux)를 포함한다. 이러한 유형의 구조는 기존 NGL 플랜트를 업그레이드하기 위해 사용되고, 통상적으로 적어도 99%의 C3 회수 및 높은 C2(90%) 회수를 나타낸다. 다른 예는 US5566554, US4714487, US4456461, US4270940, US4454460, WO2009140070, WO2009103715, WO2008005518, WO2006123240, AU2002338248, WO2006031362/AU2005285436, WO2006049515, 및 CA2593886을 포함한다.
또한, 터보-팽창기를 이용하는 것이 공지되어 있고, 연료 가스로부터 별도로 C2의 것 및 C3의 것을 회수하는 초저온 시스템의 일부로서의 터보-팽창기의 사용을 나타낸다. 통상적으로, 상기 분리는 예를 들면, WO2012087740, US20110005273, US5771712, US5890378, US5953935, US6311516, US4869740, US4895584, 및 WO2013056267, WO2012177749, WO2012087740, WO2004065868, AU2004319953, WO2005114076/AU2004319953, AU2005241455, WO2006036441, WO2006039172, WO2007008254, CA1069817, CA2511403, CA2549942, CA2662803, CA2667429, GB1475475, GB2102931, GB2324536, US42722969, US20130074542, 및 WO1998050742에 개시된 바와 같이 탈메탄흡수기 칼럼을 필요로 한다.
상기의 개시물과 차별되는 다수의 개선된 냉동 방법이 존재하는데, 즉, 이는 연료 가스 및 C2 스트림으로의 분리가 가능하도록 생성된 증기를 정류하기 위해 농축된 C2 스트림을 사용하지 않는다. 이러한 방법은 CA2793469, US3568460, US5361589, 및 US20060021377에 개시된 것을 포함한다. 추출 및 오프-가스 처리를 강조하고, 이러한 방식에서 차이가 나는 다른 예는 US4556404, AU2005276970, US20120151962, 및 US20060021914를 포함한다. 화학 반응을 필요로 하는 다른 방법이 존재하고, 예를 들면, EP825245, US39229924, US3929925, US4182925, US20040176646, 및 US20050107650에 개시된 것을 포함한다.
US 5,551,972(Wood 등)는 휘발성(경질) 성분, 중간 휘발성 성분 및 적어도 휘발성(중질) 성분 범위의 휘발성의 스펙트럼을 갖는 성분이 존재하는 공급물 가스 스트림을 분리하기 위한 흡수 공정을 개시하고 있다. 상기 공정은 3개의 연속적인 단계를 포함한다. 1단계는 흡수기에서 공급물 가스 스트림을 내부 생성된 액체 린 용매 스트림을 접촉시켜 공급물 스트림에 함유된 경질 성분으로 주로 구성된 경질 생성물 가스 스트림 및 공급물 스트림에서 발견되는 중질 성분 및 중간체를 대부분 포함하는 리치 용매 스트림을 생성한다. 공급물 가스는 칼럼 위로 유동하고, 칼럼 아래로 유동하는 흡수 용매와의 향류 접촉(countercurrent contact)을 가지는 흡수 칼럼이 본 단계에서 사용될 수 있다. 2단계는 플래쉬 구간에서 감압에서 리치 용매 스트림을 플래싱하여, 주로 중간체 성분으로 구성된 중간체 생성물 가스 스트림 및 린 용매 스트림을 생성한다. 연속적으로 연결되고, 부가되는 외부 열 없이 감압 하에 작동되는 하나 이상의 플래쉬 드럼(flash drum)은 이 2단계에서 사용될 수 있다. 3단계는 플래쉬 구간으로부터의 린 용매 스트림을 흡수기로 수송한다. 린 용매 스트림은 주로 공급물 스트림의 중질 성분으로 구성된다.
US5551972는 천연 가스 스트림으로부터 질소를 분리하고 및/또는 정류기로부터 수소 및/또는 석유화학 가스 스트림을 회수하기 위한 흡수 공정을 교시하고 있다. 이는 내부 생성된 용매를 사용하는 것을 교시하고 있다. US5551972는 흡수기 하부 스트림으로부터의 경질성분을 플래싱함으로써 흡수를 위해 사용되는 용매를 생성하는 것을 교시하고 있고, 이는 공급물 스트림에서의 중질 성분으로 구성된다. 본 공정은 공급물 스트림에서의 중질 공급물 성분을 탈에탄흡수기 칼럼으로 복귀시키고, 충전된 정류기의 오버헤드를 부분적으로 응축시켜 공급물 스트림에서의 보다 경질인 성분으로부터 환류를 위한 C2 주성분 스트림을 생성한다. C2 주성분 스트림은 C1- 및 C3+ 스트림에 대한 중간체 스트림이고, 중질 성분은 아니다. 또한, US5551972의 공정은 하부 생성물로부터 플래싱하여 내부 용매를 생성한다. 상기 발명은 정류기의 오버헤드 (경질성분)을 냉각시키고 부분적으로 응축시켜, 정류기의 환류 스트림으로서 C2 주성분 스트림을 발생시킨다.
US 5,771,712(Campbell 등)는 탄화수소 가스 스트림으로부터 프로판, 프로필렌 및 중질 탄화수소 성분을 회수하는 공정을 교시하고 있다. 공정은 탄화수소 가스 스트림을 부분적으로 응축시키기 위해 이를 냉각 및/또는 팽창시켜 시작되고, 이후 제1 증기 스트림을 제공하기 위해 부분적으로 응축된 스트림을 분리한다. 본 공정은 제3 증기 스트림 및 3개의 탄소 원자 (C3)-함유 액체 스트림을 형성하기 위해 제1 증기 스트림을 접촉 장치로 유도하여 지속된다. 다음으로, C3-함유 스트림은 증류 칼럼을 통과하여 상기 스트림으로부터 대부분의 C3-함유 스트림의 C3 성분 및 중질 탄화수소 성분을 함유하는 제2 증기 스트림을 분리한다. 제2 증기 스트림은 제3 증기 스트림과 관련된 열교환기로 유입되고 제2 증기 스트림을 냉각시키고 적어도 부분적으로 이를 응축시키고 응축된 스트림을 형성한다. 응축된 스트림의 적어도 일부는 접촉 장치를 통과하여 제1 증기 스트림이 이의 상부 공급물로서 증류 칼럼으로 유입되는 나머지 응축된 스트림과 접촉된다.
본원에서의 도 1은 Cambell 등의 (US 5771712)로부터 도 4를 재현한다. 도 1에 나타낸 공정에서, 공급물 가스는 스트림(31)으로서 80℉ 및 580 psia의 압력에서 유입된다. 공급물 스트림(31)은 -88℉에서의 냉각 잔류 가스(스트림(34a))와, -92℉에서 분리기 액체(스트림(33a))와, 그리고 -107℉에서 분리기/흡수기 액체(스트림(35a))와의 열 교환에 의해 교환기(10)에서 냉각된다. 냉각된 스트림(31a)은 -78℉ 및 570 psia에서 분리기(11)로 유입되고, 여기서 증기(스트림(32))는 응축된 액체(스트림(33))로부터 분리된다.
분리기(11)로부터의 증기(스트림(32))는 일 팽창 기계(work expansion machine)(13)로 유입되고, 이에서 역학적 에너지는 고압 공급물의 이러한 부분으로부터 추출된다. 기계(13)는 실질적으로 등엔트로피적으로 약 570 psia의 압력으로부터 약 396 psia의 압력(분리기/흡수기(15)의 작동 압력)까지 팽창되고, 일 팽창은 팽창된 스트림(32a)를 대략 -107℉의 온도로 냉각시킨다. 팽창되고 부분적으로 응축된 스트림(32a)은 분리기/흡수기(15)의 하부 구간으로 유입된다. 팽창된 스트림의 액체 부분은 흡수 구간으로부터 아래로 떨어지는 액체와 혼합되고, 조합된 액체 스트림(35)은 -108℉에서 분리기/흡수기(15)의 하부에서 빠져나간다. 팽창된 스트림의 증기 부분은 흡수 구간을 통해 위쪽으로 상승하고, 아래로 떨어지는 냉각된 액체와 접촉하여 프로판 및 중질 성분을 응축시키고 흡수한다.
분리기/흡수기(15)의 하부로부터의 조합된 액체 스트림(35)은 이것(스트림(35a))이 가열되는 경우 펌프(16)에 의해 열교환기(10)로 수송되고, 이는 앞서 기재된 바와 같이 유입되는 공급물 가스에 냉각을 제공한다. 조합된 액체 스트림은 -46℉로 가열되고, 이것이 탈에탄흡수기(17)로 중간-칼럼 공급물로서 공급되기 이전에 스트림(35b)을 부분적으로 증발시킨다. 분리기 액체(스트림(33))는 팽창 밸브(12)에 의해 탈에탄흡수기(17)의 작동 압력 411 psia보다 약간 위로 급속 팽창되고, 이것이 앞서 기재된 바와 같이 유입되는 공급물 스트림에 냉각을 제공하기 이전에 스트림(33)을 -92℉(스트림(33a))로 냉각시킨다. 이제 70℉에서 스트림(33b)을 이어서 하부 중간-칼럼 공급 지점에서 탈에탄흡수기(17)로 유입시킨다. 탈에탄흡수기에서, 스트림(35b 및 33b)은 이의 메탄 및 C2 성분으로 분해된다. 생성된 액체 생성물 스트림(37)은 198℉에서 탈에탄흡수기의 하부로부터 배출되고, 저장하기 위해 유동되기 이전에 열교환기(19)에서 110℉(스트림(37a))로 냉각된다.
탈에탄흡수기(17)에서의 작동 압력은 분리기/흡수기(15)의 작동 압력보다 약간 위에서 유지된다. 이는 탈에탄흡수기 오버헤드 증기(스트림(36))가 열교환기(20)를 통과하여 분리기/흡수기(15)의 상부 구간으로 가압 유동되게 한다. 열교환기(20)에서, -25℉에서의 탈에탄흡수기 오버헤드는 분리기/흡수기(15)로부터의 오버헤드(스트림(34))과 관련된 열교환기로 유도되고, 스트림을 -112℉(스트림(36a))을 냉각시키고, 이를 부분 응축시킨다. 부분 응축된 스트림은 이후 분리기/흡수기 타워(15)의 분리기 구간으로 공급되고, 이에서 응축된 액체는 비응축된 증기로부터 분리된다. 비응축된 증기는 하부 흡수 구간으로부터 발생된 증기와 조합되어 분리기/흡수기(15)의 상부 구간으로부터 나온 냉각 증류 스트림(34)을 형성한다. 응축된 액체는 2개의 부분을 구분된다. 일부분인 스트림(40)은 흡수 구간을 통해 위쪽으로 상승하는 증기와 접촉하는 냉각 액체로서 분리기/흡수기(15)의 하부 흡수 구간으로 수송된다. 다른 부분인 스트림(39)은 -112℉에서의 탈에탄흡수기(17) 상의 상부 공급 지점으로 유동하는 환류 스트림(39a)와 함께 펌프(21)에 의해 환류로서 탈에탄흡수기(17)에 공급된다.
-113℉에서 분리기/흡수기(15)의 상부로부터 나온 증류 스트림은 냉각 잔류 가스 스트림(34)이다. 잔류 가스 스트림은 열교환기(20)에서 탈에탄흡수기 오버헤드 스트림(36)와 반대로 통과하고, 이는 탈에탄흡수기 오버헤드 스트림에 냉각 및 부분적 응축을 제공하도록 -88℉(스트림(34a))로 가온된다. 잔류 가스는 열교환기(10)에서 유입되는 공급물 가스와 반대로 통과함에 따라 추가로 75℉(스트림(34b))로 가온된다. 잔류 가스는 이후 2개의 스테이지에서 재압축된다. 제1 스테이지는 팽창 기계(13)에 의해 구동되는 압축기(14)이다. 제2 스테이지는 시판 라인 압력(sales line pressure)으로 잔류 가스(스트림(34d))를 압축하는 보충 전력 공급원에 의해 구동되는 압축기(22)이다. 방출 냉각기(discharge cooler)(23)에서의 냉각 이후, 잔류 가스 생성물(스트림(34e))은 110℉ 및 613 psia에서 시판 가스 파이프라인으로 유동시킨다.
US5771712는 공급물 탄화수소 가스로부터의 C3+ 성분의 회수에 대한 공정을 개시하고 있고, 이는 냉각된 C3- 함유 액체 스트림을 생성한다. US5771712는 유입구 가스, 단지 2가지 생성물을 공급하는 것을 교시하고 있고, 단지 잔류 가스만이 탈에탄흡수기의 오버헤드로부터 생성된다. US5771712는 유입구 가스를 냉각시키고 부분적으로 냉각시키고, 부분적으로 응축된 스트림을 증기가 냉각된 하부로 유동하는 액체와 접촉되는 칼럼을 통해 상부를 통과하는 흡수 칼럼으로 공급하는 것을 교시하고 있다. 그러나, US5771712는 흡수 칼럼에서 사용되는 냉각된 액체로서 탈에탄흡수기의 상부로의 환류를 위한 (동일한 스트림으로부터 인출된) 동일한 액체 조성물을 사용하는 것을 교시하고 있다.
US 5,890,378(Rambo 등)은 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌 및 탄화수소 가스 스트림으로부터의 중질 탄화수소 성분의 회수를 위한 공정에 관한 것이다. 상기 공정은 제1 스트림 및 제2 스트림으로 탄화수소 가스 스트림을 분리함으로써 시작되고, 제2 스트림은 냉각되어 저압으로 팽창되고 접촉 장치로 공급된다. 제1 스트림은 이의 실질적으로 모두를 응축시키기 위해 냉각되고, 저압으로 팽창되고, 이후 증류 스트림을 적어도 부분적으로 응축시키기 위해 증류 칼럼으로부터의 더 가온된 증류 스트림을 냉각시키기 위해 사용된다. 부분적으로 응축된 증류 스트림의 적어도 일부는 접촉 장치로 유도되어, 팽창된 제2 스트림을 직접적으로 접촉시키고, 접촉 장치로부터 분리된 증기 및 액체의 조합물을 수득하고, 액체는 증류 칼럼으로 공급된다.
US5890378은 C2 및 중질 탄화수소를 탄화수소 가스 스트림으로부터 단일 스트림으로 회수하기 위한 공정을 교시하고 있다. 이러한 참조문헌은 단지 본 발명에서의 3가지 생성물과는 반대로 유입구 가스 스트림으로부터 2가지 생성물 스트림을 생성하는 것을 교시하고 있다. 이 특허는 부분적으로 응축된 탈에탄흡수기 오버헤드를 흡수기 칼럼으로 유도하는 이러한 오버헤드 탈에탄흡수기 스트림의 냉각 및 부분적 응축 및 흡수기로부터의 오버헤드 증기를 가열하는 것을 교시하고 있다. 이러한 참조문헌은 탈에탄흡수기 오버헤드를 부분적으로 응축시키고, 부분적으로 응축된 액체를 흡수기의 상부 구간으로 수송하는 것을 교시한다.
US 6,560,989(Roberts 등)는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 1종 이상의 탄화수소 및 수소를 함유하는 공급물 가스로부터 1종 이상의 탄화수소 및 수소를 회수하는 방법에 관한 것이고, 이 공정은 부분적으로 응축된 공급물을 제공하기 위해 공급물 가스를 냉각시키고 부분적으로 응축시키는 단계; 1종 이상의 탄화수소가 풍부한 제1 액체 스트림 및 수소가 풍부한 제1 증기 스트림을 제공하기 위해 부분적으로 응축된 공급물을 분리하는 단계; 중간체 2상 스트림을 제공하기 위해 제1 증기 스트림을 추가로 냉각시키고 부분적으로 응축시키는 단계; 및 추가의 풍부한 수소 스트림 및 수소 결핍된 잔류 탄화수소 스트림을 산출하기 위해 중간체 2상 스트림을 분리하는 단계를 포함한다. 일부 또는 모든 냉각은 폐쇄된 루프 가스 팽창기 냉각 사이클에서 발생된 냉각 가스 냉매로의 간접적 열 교환에 의해 제공된다.
본원에서의 도 2는 Roberts 등으로부터의 도 1을 재현한다. 전처리된 공급물 가스는 통상적으로 100 내지 1000 psia의 압력 및 주위 온도에서 라인(101)에 공급되고, 수소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 및 임의로 일산화탄소, 질소, 및/또는 C4 + 탄화수소로부터 선택된 1종 이상의 경질 탄화수소를 함유한다. 공급물 가스는 업스트림 전처리 단계(미도시됨)에서 전처리되어 물 및 다운스트림 공정에서 냉동될 수 있는 다른 성분을 제거한다. 라인(105)에서 부분적으로 응축된 공급물을 산출하기 위해 공급물 가스를 다수의 냉각 공정 스트림(이후 기재됨)과의 간접적 열 교환에 의해 공급물 냉각기 또는 제2 열 교환 구간(103)에서 냉각시키고, 부분적으로 응축시킨다. 부분적으로 응축된 공급물은 스트립핑 칼럼 공급물 드럼(107)에서 분리되어 라인(109)에서 탄화수소가 풍부한 제1 액체 스트림 및 라인(111)에서 수소가 풍부한 제1 증기 스트림을 제공한다.
제1 액체 스트림은 밸브(113)에 걸쳐 압력을 감소시킬 수 있고, 임의의 스트립핑 칼럼(115)으로 도입될 수 있으며, 이에서 경질 탄화수소, 잔류 수소, 및 다른 경질 가스가 분해되고, 오버헤드 라인(117)에서 인출된다. 중질 탄화수소 분획은 라인(119)를 통해 스트립핑 칼럼의 하부로부터 액체로서 인출되고, C2 + 생성물 성분 예컨대 에틸렌 및/또는 프로필렌을 함유한다. 스트립핑 칼럼 하부 스트림의 일부는 열교환기(121)에서 증발되고, 비등되거나 분해된 증기로서 칼럼으로 회귀된다. 스트립핑 칼럼은 통상적으로 -200℉ 내지 +50℉의 온도 범위에서 50 내지 400 psia에서 작동된다.
라인(111)에서의 수소가 풍부한 제1 증기 스트림은 라인(125)에서 통상적으로 -200℉ 내지 -300℉에서 부분적으로 응축된 스트림을 산출하기 위해 냉각 공정 스트림(이후 정의됨)과의 간접적 열 교환에 의해 수소 회수 열교환기 또는 제2 열 교환 구간(123)에서 냉각되고, 부분적으로 응축된다. 부분적으로 응축된 스트림은 수소 회수 드럼(127)에서 분리되어 라인(129)에서의 수소 생성물 스트림 및 라인(131)에서의 수소-결핍된 잔류 탄화수소 스트림을 산출한다. 라인(129)에서의 수소 생성물 스트림은 라인(111)으로 유입되는 스트림에 대해 일부의 냉각을 제공하기 위해 간접적 열 교환에 의해 제2 열 교환 구간(123)에서 가온되고, 이후 라인(101)으로 유입된 공급물 가스에 대해 일부의 냉각을 제공하기 위해 간접적 열 교환에 의해 제1 열 교환 구간(103)에서 추가로 가온된다. 라인(130)에서의 최종 수소 생성물은 통상적으로 주위 온도 및 라인(101)에서의 공급물 가스 압력보다 15 내지 30 psi 낮은 것이다. 통상적으로 80 내지 97 몰% 수소를 함유하는 이러한 수소 생성물 스트림은 원하는 경우 압력 순환 흡착 또는 멤브레인 공정에 의해 추가로 정제될 수 있다.
라인(131)에서의 수소-결핍된 잔류 탄화수소 스트림은 밸브(133)에 걸쳐 압력을 감소시킬 수 있고, 라인(111)으로 유입되는 스트림에 대해 추가적인 부분의 냉각을 제공하기 위해 간접적 열 효관에 의해 제2 열 교환 구간(123)에서 가온된다. 라인(135)에서의 가온된 스트림은 라인(117)에서의 분해된 가스 스트림과 조합될 수 있고, 이러한 경우 라인(137)에서의 조합된 스트림은 라인(101)으로 유입되는 공급물 가스에 대한 일부의 냉각을 제공하기 위해 간접적 열 교환에 의해 제1 열 교환 구간(103)에서 추가로 가온된다. 가온된 잔류 수소-탄화수소 스트림은 라인(138)에서 인출되고, 연료로서 사용될 수 있다.
본 구현예에 대한 대부분의 냉동은 밀폐된 루프 가스 팽창기 냉동 시스템에 의해 제공된다. 냉매 가스, 예를 들면 질소는 제1 열 교환 구간(103)으로부터 라인(139)에서 인출되고, 냉매 압축기(141)에서 600 내지 1500 psia으로 압축된다. 다른 냉매, 예컨대 메탄, 질소와 메탄의 혼합물, 또는 공기가 사용될 수 있다. 압축된 냉매 가스는 제1 열 교환 구간(103)의 관(144)에서 냉각되어 냉각된 압축 냉매 가스를 제공하고, 이는 라인(145)에서의 인출된 제1 냉매 가스 스트림 및 열교환기 관(147)에서 인출된 제2 냉매 가스 스트림으로 구분된다. 제2 냉매 가스 스트림은 열교환기 관(147)에서 추가로 냉각되어 라인(149)에서의 냉각된 냉매 가스를 제공한다.
라인(145)에서의 제1 냉매 가스 스트림은 가온 팽창기(150)에서 일 팽창되어 라인(151)에서의 냉각된 일-팽창된 냉매 가스 스트림을 제공한다. 라인(149)에서 추가로 냉각된 냉매 가스는 냉각된 익스펜터(153)에서 일 팽창되어 라인(155)에서의 냉각된 감압 냉매 가스 스트림을 제공한다. 대안적으로, 일 팽창 대신, 라인(149)에서의 가스는 감압될 수 있고, 스로틀링 밸브(throttling valve)(미도시됨)에 걸쳐 일-톰슨 팽창에 의해 냉각될 수 있다. 라인(155)에서의 냉각된 감압 냉매 가스 스트림은 제2 열 교환 구간(123)에서 가온되어 라인(111)으로 유입되는 스트림의 적어도 일부의 냉각을 제공하고, 이에 의해 라인(157)에서의 가온된 감압 냉매 가스 스트림을 제공한다. 라인(157)에서의 가온된 감압 냉매 가스 스트림 및 라인(151)에서의 가온된 일-팽창된 냉매 가스 스트림이 조합될 수 있고, 이 경우 라인(159)에서의 조합된 스트림은 간접 열 교환에 의해 제1 열 교환 구간(103)에서 가온되어 라인(101)을 통해 유입된 공급물 가스 및 관(144 및 147)을 통해 유동하는 냉매에 대해 일부의 냉각을 제공한다. 이는 상기 기재된 냉매 가스인 라인(139)에서의 가온된 감압 냉매 가스 스트림을 제공한다.
스트립핑 칼럼(115)에서, 라인(109)에서의 제1 액체 스트림은 분리되어 라인(117)에서의 경질 오버헤드 가스 스트림 및 원하는 경우 추가로 분리되고 추가의 칼럼에서 정제될 수 있는 라인(119)에서의 C2 +- 또는 C3 +-풍부 탄화수소 생성물 스트림을 생성한다. 스트립핑 칼럼으로부터의 라인(117)에서의 경질 오버헤드 가스 스트림은 별도로 회수되거나 또는 수소 회수 열교환기(123)로부터의 라인(135)에서의 수소-결핍된 잔류 탄화수소 스트림과 조합될 수 있고, 공급물 냉각기(103)에서 재가온되어 라인(138)에서 연료 스트림으로서 회수될 수 있다. 임의로, 환류된 탈메탄흡수기 또는 탈에탄흡수기 칼럼은 원하는 탄화수소 생성물의 회수를 증가시키기 위해 스트립핑 칼럼(115)을 대신하여 이용될 수 있다. 대안적으로, 라인(109)에서의 제1 액체 공급물 스트림은, 냉동물을 회수하기 위해 원하는 경우 공급물 냉각기(103)에서 재가온될 수 있는 액체 또는 증기 생성물로서, 분해 또는 증류 없이 공급물 드럼(107)으로부터 직접적으로 회수될 수 있다.
복수의 부분적 응축 스테이지는 칼럼으로의 복수의 공급물 스트림을 제공하거나 또는 별도의 탄화수소 생성물을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, C3-풍부 탄화수소 생성물은 더 따듯한 부분 응축 스테이지로부터 제조될 수 있고, C2-풍부 탄화수소는 냉각된 부분 응축 스테이지로부터 생성된다. 스트립핑 칼럼 또는 환류된 증류 칼럼은 1가지 또는 2가지의 탄화수소 생성물로부터 더 경질의 불순물을 제거하기 위해 부가될 수 있다.
대안적으로, 공급물 가스가 C2 및 중질 탄화수소에 있어서 결핍되는 경우, 또는 C2 + 탄화수소 생성물이 바람직하지 않은 경우, 단지 메탄 및 업그레이드된 메탄-풍부 연료 가스가 회수될 수 있다. 도 1을 참조하면, 업그레이드된 메탄-풍부 연료 가스 생성물은, 라인(131)에서의 수소-결핍된 탄화수소 스트림 또는 스트립핑 칼럼(115)이 이용되는 경우 라인(117)에서의 분해된 가스 스트림, 또는 라인(137)에서와 같은 이 둘의 조합일 수 있다. 스트립핑 칼럼이 이용되는 경우, 라인(119)에서의 하부 액체 스트림은 그 내부의 냉동물을 제공하기 위해 공급물 냉각기(103)에서 증발될 수 있었다.
US6560989는 수소, 메탄, C2, C3, 및 임의로 일산화탄소, 질소, 및 C4+ 탄화수소를 함유하는 탄화수소 공급물 가스로부터 수소 및 1종 이상의 탄화수소 스트림의 회수를 위한 공정을 교시하고 있다. 본 참조문헌은 공급물 가스를 제1 잔류 증기 및 제1 잔류 액체로 부분적으로 응축시키는 단계, 액체를 분리하는 단계, 그리고 스트립핑 칼럼의 상부로 이를 공급시키는 단계를 교시하고 있다. US6560989는 스트립핑 칼럼으로부터의 오버헤드 가스를 생성물 연료 가스 스트림을 유도하는 것을 교시하고 있고, 본 발명에서와 같은 그 자체의 부분적 응축물로부터 액체 환류물을 생성하기 위해 이 스트림을 냉각시키고 부분적으로 응축시키는 것은 교시하지 않고 있다. 이 참조문헌은 또한 추가로 냉각하고 부분 응축시키기 위해 제1 잔류 증기를 유도하고, 이후 이를 후속 수소 회수 드럼에 통과시켜 제2 잔류 액체 및 제2 잔류 증기를 생성하는 것을 교시한다. 이 단계로부터의 2가지 생성물인 연료 가스 및 수소 스트림은 생성물 회수로 유도되고, 액체는 정류기 칼럼에 대해 환류물로서 사용되지 않는다.
본원에 사용되는 용어 "C1 성분"은 메탄뿐만 아니라 경질 가스 예컨대 수소 및 질소를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "C2 성분"은 에탄 및 에틸렌을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "C3 성분"은 프로판 및 프로필렌을 의미한다.
일부 양태에서, 본 발명은 직접생산 프로필렌 플랜트로부터의 C2 및 C3 성분의 회수에 대한 방법이고, 본 방법은 하기 단계를 포함한다: (a) 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 및 분해 가스 증기를, 당해 증기의 적어도 80 wt%가 응축되는 온도로 냉각시켜 제1 잔류 증기를 갖는 제1 부분 응축물을 형성하는 단계; (b) 제1 부분 응축물을 정류기의 하부에 통과시키는 단계; (c) 제1 잔류 증기를 75 내지 95 wt%의 C2 성분, 5 내지 25 wt%의 C1 성분 및 0 내지 5 wt%의 C3 성분을 포함하는 항류 스트림과 접촉시키면서 정류기의 패킹 위를 통해 제1 잔류 증기를 통과시킴으로써, 20 내지 45 wt%의 C1 성분, 40 내지 60 wt%의 C2 성분 및 0 내지 5 wt%의 C3 성분을 포함하는 정류기 오버헤드 스트림 및 정류기 액체 하부 스트림을 생성하는 단계; (d) 정류기 액체 하부 스트림을 탈에탄흡수기에 통과시키는 단계; (e) 정류기 오버헤드 스트림을 냉각시키기 위해 하나 이상의 열교환기 스테이지에서 정류기 오버헤드 스트림을 부분 응축시켜, 5 wt% 미만의 C2 성분을 포함하는 제2 잔류 증기 및 75 내지 95 wt%의 C2 성분을 포함하는 제1 잔류 액체를 갖는 제2 부분 응축물을 생성하는 단계; (f) 조합된 제2 잔류 증기 및 제1 잔류 액체를 넉아웃 드럼(knockout drum)에 통과시켜 제1 잔류 액체로부터 제2 잔류 증기를 분리하는 단계; (g) 임의로 연료 가스로서 그리고/또는 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉각 액체로서 제2 잔류 증기를 사용하는 단계; (h) 향류 스트림으로서 작용시키기 위해 정류기에서의 패킹의 상부로 제2 잔류 액체의 제1 부분을 통과시키는 단계; 및 (i) 제2 잔류 액체의 제2 부분을 생성물 회수 시스템에 통과시키는 단계.
직접생산 프로필렌 플랜트의 일 구현예에서, 탈에탄흡수기 오버헤드 증기의 온도는 30 내지 50℃이다. 적어도 80 중량%(wt%)의 이러한 탈에탄흡수기 오버헤드 경질 증기 및 분해 가스 증기를 응축시키기 위해, 증기는 제1 단계에서 -40 내지 -60℃로 냉각된다. 다른 양태에서, 탈에탄흡수기 오버헤드 증기는 -48℃로 냉각된다. 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 증기 및 분해 가스 증기는 바람직하게는 3개의 열교환기 스테이지를 통과시켜 냉각된다.
일 양태에서, 본 방법의 제1 단계는 조합된 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 증기 및 분해 가스 증기를 적어도 80 중량%(wt%)의 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 증기 및 분해 가스 증기가 응축되는 온도로 냉각시켜 제1 잔류 증기를 갖는 부분 응축물을 형성한다. 적어도 80 wt%의 모든 개개의 값 및 하위범위가 포함되고 본원에 개시되어 있다. 예를 들면, 응축되는 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 증기 및 분해 가스 증기의 일부는 적어도 80 wt%일 수 있거나, 또는 대안적으로, 적어도 84 wt%일 수 있거나, 또는 대안적으로, 적어도 88 wt%일 수 있거나, 또는 대안적으로, 적어도 90 wt%일 수 있거나, 또는 대안적으로, 적어도 92 wt%일 수 있거나, 또는 대안적으로, 적어도 94 wt%일 수 있거나, 또는 대안적으로, 적어도 96 wt%일 수 있다.
일 양태에서, 본 방법의 제2 단계는 부분 응축물을 정류기의 하부에 통과시키는 것이다. 개시된 방법에 유용한 정류기는 패킹된 층 정류기(packed bed rectifier)이다. 패킹된 층 정류기는 본 기술분야에 공지되어 있고, 임의의 이러한 패킹된 층 정류기가 사용될 수 있다. 정류기는 통상적인 패킹된 칼럼 물질 예컨대 링, 새들(saddle), 또는 구조화된 패킹으로 패킹될 수 있다. 대안적으로, 정류기는 버블-캡, 체, 또는 밸브 트레이를 갖는 트레이 타입 칼럼일 수 있다.
일 양태에서, 본 방법의 제3 단계는 제1 잔류 증기를 75 내지 95 wt%의 C2 성분, 5 내지 25 wt%의 C1 성분 및 0 내지 5 wt%의 C3 성분을 포함하는 항류 스트림과 접촉시키면서 정류기의 패킹 위를 통해 제1 잔류 증기를 통과시키는 것이다. 향류 스트림에서의 75 내지 95 wt%의 C2 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위가 본원에 개시되고 포함되어 있다. 예를 들면, 향류 스트림은 75 내지 95 wt%의 C2 성분, 또는 대안적으로, 75 내지 90 wt%의 C2 성분, 또는 대안적으로, 80 내지 95 wt%의 C2 성분을 포함한다. 향류 스트림에서의 5 내지 25 wt%의 C1 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위가 본원에 개시되고 포함되어 있다. 예를 들면, C1 성분의 양은 5 내지 25 wt%, 또는 대안적으로, 5 내지 20 wt%, 또는 대안적으로, 10 내지 25 wt%일 수 있다. 향류 스트림에서의 0 내지 5 wt%의 C3 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위가 본원에 개시되고 포함되어 있다. 예를 들면, 향류 스트림에서의 C3 성분의 양은 0 내지 5 wt%, 또는 대안적으로, 0 내지 3 wt%일 수 있다.
제1 잔류 증기를 향류 스트림과 접촉시키면서 정류기의 패킹 위로 제1 잔류 증기를 통과시키는 경우, 정류기 오버헤드 스트림 및 정류기 액체 하부 스트림이 생성된다. 정류기 오버헤드 스트림은 20 내지 45 wt%의 C1 성분, 40 내지 60 wt%의 C2 성분 및 0 내지 5 wt%의 C3 성분을 포함한다. 20 내지 45 wt%의 C1 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위는 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, 정류기 오버헤드 스트림에서의 C1 성분의 양은 20 내지 45 wt%, 또는 대안적으로, 25 내지 45 wt%, 또는 대안적으로, 30 내지 45 wt%일 수 있다. 40 내지 60 wt%의 C2 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위가 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, C2 성분의 양은 40 내지 60 wt%, 또는 대안적으로, 45 내지 60 wt%, 또는 대안적으로, 50 내지 60 wt%일 수 있다.
제2 및 제3 단계는 일반적으로 직접생산 프로필렌 플랜트에서 동시에 실시되는 것은 용이하게 이해될 것이다. 그러나, 제2 및 제3 단계가 동시에 완료되지 않는 경우, 이들이 달성되는 순서는 개시된 방법의 필수적인 양태는 아니다. 즉, 제2 단계는 제3 단계 이전에 또는 그 역으로 실행될 수 있다.
일 양태에서, 본 방법의 제4 단계는 정류기 액체 하부 스트림을 탈에탄흡수기에 통과시키는 것이다. 특정 양태에서, 정류기 액체 하부 스트림은 환류 스트림으로서 탈에탄흡수기에서 사용된다.
일 양태에서, 본 방법의 제5 단계는 정류기 오버헤드 스트림을 냉각시키기 위해 하나 이상의 열교환기 스테이지에서 정류기 오버헤드 스트림을 부분적으로 응축시켜, 5 wt% 미만의 C2 성분을 포함하는 제2 잔류 증기 및 75 내지 95%의 C2 성분을 포함하는 제1 잔류 액체를 갖는 부분 응축물을 생성하는 것이다. 제2 잔류 증기에서의 5 wt% 미만의 C2 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위는 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, 제2 잔류 증기에서의 C2 성분의 상한값은 5 wt%, 또는 대안적으로, 4 wt%, 또는 대안적으로, 3 wt%, 또는 대안적으로, 2 wt%, 또는 대안적으로, 1 wt%일 수 있다. 여기서 제1 잔류 액체 중 75 내지 95%의 C2 성분의 모든 개개의 값 및 하위 범위. 예를 들면, 제1 잔류 액체에서의 C2 성분의 양은 75 내지 95 wt%, 또는 대안적으로, 80 내지 95 wt%일 수 있다.
일 양태에서, 하나 이상의 열교환기 스테이지는 정류기 오버헤드 스트림을 -140℃ 이하의 온도로 냉각시킨다. -140℃ 이하의 모든 개개의 값 및 하위범위는 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, 정류기 오버헤드 스트림은 -140℃ 이하, 또는 대안적으로 -150℃ 이하, 또는 대안적으로 -160℃ 이하의 온도로 냉각될 수 있다.
제4 및 제5 단계는 일반적으로 직접생산 프로필렌 플랜트에서 동시에 실시되는 것은 용이하게 이해될 것이다. 그러나, 제4 및 제5 단계가 동시에 완료되지 않는 경우, 이들이 달성되는 순서는 개시된 방법의 필수적인 양태는 아니다. 즉, 제4 단계는 제5 단계 이전에 또는 그 역으로 실행될 수 있다.
일 양태에서, 본 방법에서의 제6 단계는 조합된 제2 잔류 증기 및 제1 잔류 액체를 넉아웃 드럼에 통과시켜 제1 잔류 액체로부터 제2 잔류 증기를 분리하는 것이다. 특정 양태에서, 분리 이후 제2 잔류 증기는 연료 가스로서 그리고/또는 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉각 액체로서 사용된다.
일 양태에서, 본 방법의 제7 단계는 향류 스트림으로서 역할을 하도록 제1 잔류 액체의 제1 부분을 패킹된 층 정류기에서의 패킹의 상부에 통과시키는 것이다.
일 양태에서, 본 방법의 제8 단계는 제2 잔류 액체의 제2 부분을 생성물 회수 시스템에 통과시키는 것이다. 특정 양태에서, 제2 잔류 액체의 제2 부분은 직접생산 에틸렌 플랜트의 생성물 회수 시스템에 통과된다. 일 양태에서, 직접생산 에틸렌 플랜트는 직접생산 프로필렌 생산 시스템에 근접하게 위치될 수 있다.
일 양태에서, 제2 잔류 증기는 적어도 95 wt%의 C1 성분을 포함한다. 적어도 95 wt%의 C1 성분의 모든 개개의 값 및 하위범위는 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, 제2 잔류 증기에서의 C1 성분의 양은 적어도 95 wt%, 또는 대안적으로, 적어도 97 wt%, 또는 대안적으로, 적어도 99 wt%일 수 있다.
일 양태에서, 제2 잔류 증기는 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉각 유체로서 우선 사용되고, -50 내지 -90℃의 온도로 가온되고, 이후 팽창되고, -110 내지 -180℃의 온도로 냉각되고, 이후 다시 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉각 액체로서 사용된다. 터보-팽창기 또는 줄-톰슨 밸브의 사용에 의한 것과 같은 팽창 및 냉각에 대한 방법이 공지되어 있다. 제2 잔류 증기가 가온되는 온도로서의 -50 내지 -90℃의 모든 개개의 값 및 하위범위는 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, 제2 잔류 증기가 가온되는 온도는 -90, -80, -70, 또는 -60℃의 하한값 내지 -85, -75, -65, -55 또는 -50℃의 상한값일 수 있다. 예를 들면, 제2 잔류 증기가 가온되는 온도는 -50 내지 -90℃, 또는 대안적으로 -50 내지 -75℃, 또는 대안적으로 -75 내지 -90℃, 또는 대안적으로 -60 내지 -80℃, 또는 대안적으로 -65 내지 -85℃일 수 있다. 제2 잔류 증기가 후속하여 냉각되는 온도로서 -110 내지 -180℃의 모든 개개의 값 및 하위범위는 본원에 포함되고 개시되어 있다. 예를 들면, 제2 잔류 증기가 후속하여 냉각되는 온도는 -180, -170, -160, -150, -140, -130 또는 -120℃의 하한값 내지 -110, -120, -130, -140, -150, -160, -170 또는 -175℃의 상한값일 수 있다. 예를 들면, 제2 잔류 증기가 후속하여 냉각되는 온도는 -110 내지 -180℃, 또는 대안적으로 -110 내지 -150℃, 또는 대안적으로 -150 내지 -180℃, 또는 대안적으로 -130 내지 -170℃, 또는 대안적으로 -140 내지 -170℃일 수 있다.
도 3은 일반적으로 본원에 개시된 바와 같이 직접생산 프로필렌 플랜트로부터 C2 및 C3 성분의 회수를 위한 방법의 제1 구현예를 예시하는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 탈에탄흡수기 오버헤드 및 분해 가스 증기 스트림(300)은 넉-아웃 드럼(305)에 증기로서 공급된다. 탈에탄흡수기 오버헤드 및 건조된 분해 가스는, 단일 스트림으로 도시되어 있지만, 이들은 공동으로 또는 별도로 공급될 수 있다. 넉-아웃 드럼(305)로부터의 하부 스트림(320)은 다시 탈에탄흡수기(미도시됨)로 보내진다. 분해 스트림(325)은 이후 분해 스트림을 냉각시키는 열교환기(330)의 하나 이상의 스테이지로 수송된다. 냉각된 스트림(335)은 대부분 응축된 액체(제1 부분 응축물)이지만, 또한 적은 증기 분획(제1 잔류 증기, 일반적으로 6 wt% 이하)을 함유한다. 액체/증기 스트림인 냉각된 스트림(335)은 패킹된 층 정류기(350)의 하부로 수송된다. 증기 분획은 패킹된 층 정류기(350)의 상부를 통과하여 정류되고, 여기서 대부분의 C3의 것이 하부 액체 스트림(355)으로 빼내어진다. 액체 스트림(355)은 다시 환류물로서 탈에탄흡수기(미도시됨)로 펌핑된다.
제1 잔류 증기가 정류기(350)의 상부를 통과함에 따라, 이는 약 -145℃에서 C2의 액체 스트림(360)의 향류 유동에 의해 접촉된다. C2의 액체 스트림(360)은 발생된 제1 잔류 증기를 정류하여 하부 액체 스트림(355)으로 중질 성분을 빼내고 이에 따라 증기 스트림 중에 경질성분을 농축시킨다. 이는 정류기 오버헤드 스트림(365)을 생성하는 역할을 한다.
정류기 오버헤드 스트림(365)은 이후 열교환기(330)의 하나 이상의 스테이지로 수송되고, 이에서 이는 냉각되고, 약 39%의 증기 분획(375)으로 부분 응축된다(제2 부분 응축물을 형성한다). 제2 부분 응축물 및 증기 스트림(375)은 이후 제2 넉-아웃 드럼(380)으로 수송된다. 제2 넉-아웃 드럼(380)으로부터의 액체 하부 스트림(385)의 약 절반(360)이 정류기(350)의 상부로 수송되고, 나머지 절반(405)은 이를 열교환기(330)의 하나 이상의 스테이지로 수송하기 위해 가열된다. 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 가열 이후, 스트림(405)은 C2 회수 시스템을 통과한다.
제2 넉-아웃 드럼(380)으로부터의 오버헤드 증기(415)는 99%의 C1 및 경질성분을 함유하고, 이는 이것이 약 -70℃로 가온되는 열교환기(330)의 하나 이상의 스테이지로 우선 수송된다. 열교환기(330)의 하나 이상의 스테이지에서 가온된 이후, 오버헤드 증기(415)는 약 400 psia 내지 약 60 psia의 터보-팽창기/압축기(390)에서 팽창되고, 약 -150℃로 냉각된다. 터보-팽창기/압축기(390)로부터의 생성된 냉각 스트림(425)은 이후 열교환기(330)의 하나 이상의 스테이지로 수송되고, 이에서 이는 약 40℃로 가열되고, 이후 연료 가스로서 사용된다.

Claims (6)

  1. 직접생산 프로필렌 생산 시스템을 통한 C2 및 C3 성분의 회수 방법으로서,
    조합된 탈에탄흡수기 오버헤드 경질성분 증기 및 분해 가스 증기를, 증기의 적어도 80 wt%가 응축되어 제1 부분 응축물 및 제1 잔류 증기를 형성하는 온도로 냉각시키는 단계;
    제1 부분 응축물을 정류기의 하부에 통과시키는 단계;
    제1 잔류 증기를 75 내지 95 wt% C2 성분, 5 내지 25 wt% C1 성분 및 0 내지 5 wt% C3 성분을 포함하는 항류 스트림과 접촉시키면서 정류기의 패킹 위를 통해 제1 잔류 증기를 통과시켜, 이에 의해 20 내지 45 wt% C1 성분, 40 내지 60 wt% C2 성분 및 0 내지 5 wt% C3 성분을 포함하는 정류기 오버헤드 스트림 및 정류기 액체 하부 스트림을 생성하는 단계;
    정류기 액체 하부 스트림을 탈에탄흡수기에 통과시키는 단계;
    정류기 오버헤드 스트림을 냉각시키기 위해 하나 이상의 열교환기 스테이지에서 정류기 오버헤드 스트림을 부분 응축시켜, 5 wt% 미만의 C2 성분을 포함하는 제2 잔류 증기 및 75 내지 95 wt% C2 성분을 포함하는 제1 잔류 액체를 갖는 제2 부분 응축물을 생성하는 단계;
    넉아웃 드럼으로 조합된 제2 잔류 증기 및 제1 잔류 액체를 통과시켜 제1 잔류 액체로부터 제2 잔류 증기를 분리하는 단계;
    향류 스트림으로서 작용시키기 위해 정류기에서의 팩킹의 상부로 제2 잔류 액체의 제1 부분을 통과시키는 단계; 및
    제2 잔류 액체의 제2 부분을 생성물 회수 시스템에 통과시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 열교환기 스테이지는 정류기 오버헤드 스트림을 -100℃ 이하의 온도로 냉각시키는 것인, C2 및 C3 성분의 회수 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 잔류 증기는 적어도 95 wt% C1 성분을 포함하는 것인, C2 및 C3 성분의 회수 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 잔류 증기는 우선 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉매로서 사용되고, -50 내지 -90℃의 온도로 증온되고, 이후 후속하여 팽창되고, -110 내지 -180℃의 온도로 냉각되고, 이후 다시 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉매로서 사용되는 것인, C2 및 C3 성분의 회수 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정류기는 복수의 트레이를 갖는 트레이 유형 컬럼이고, 여기서 트레이는 버블-캡 트레이, 체 트레이, 및 밸브 트레이로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인, C2 및 C3 성분의 회수 방법.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 연료 가스 및/또는 하나 이상의 열교환기 스테이지에서의 냉매로서 제2 잔류 증기를 사용하는 단계를 추가로 포함하는, C2 및 C3 성분의 회수 방법.
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