CN105408457B - 从富一氧化碳进料物流回收乙烯物流的方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的方法包括以下步骤：‑处理进料物流(12)以获得经处理气体物流(60)；‑在热交换器(34)中冷却经处理气体物流(60)以形成至少一个塔供料级分；‑将每个塔供料级分引入到蒸馏塔(50)中；‑在热交换器(34)中加热源自于塔顶物流(104)的至少一个下游物流(106)。该处理步骤包括形成中间物流(20)，所述中间物流(20)包含至少20％摩尔的乙烯和至少20％摩尔的一氧化碳，该方法包括去除中间物流(20)中所含的一氧化碳的去除步骤。

Description

从富一氧化碳进料物流回收乙烯物流的方法及相关设备
技术领域
本发明涉及从进料物流回收乙烯物流的方法，包括以下步骤：
-处理进料物流以获得经处理气体物流；
-在至少一个热交换器中冷却并且至少部分冷凝经处理气体物流，以形成至少一个塔供料级分(fraction)；
-将该一个塔供料级分或多个塔供料级分中的每一个引入到蒸馏塔中，以在蒸馏塔的塔底回收乙烯物流并且在塔顶回收贫乙烯塔顶物流；
-在热交换器中加热源自于塔顶物流的至少一个下游物流。
这种方法尤其旨在处理用于生产乙烯的进料物流，这种进料物流来自非传统乙烯源。该进料物流包含高含量的一氧化碳。
背景技术
轻质烯烃如乙烯的生产具有相当的经济重要性。事实上，这些产品是聚合物工业的基础前体并且被用来形成塑料材料，所述塑料材料被广泛地用在尤其用于生产生活消费品、运输工具用部件或者建筑用部件的工业中。
目前，大多数工业生产的轻质烯烃来源于尤其在蒸汽存在下的高温烃热解。
向热解供料的进料物流基本上包含单独或者作为混合物的乙烷、丙烷、丁烷、石脑油和/或柴油。
由热解输出的裂解气体包含水、乙烯、乙烷、氢、甲烷和其它烃化合物(以可变比例)的混合物。在这种类型的生产中，所获得的回收率和所产生的烯烃的纯度通常非常高。典型地，对于乙烯来说，回收率高于99％，纯度高于99.5％。
但是，其它乙烯源目前还在开发中。这些源所产生的进料物流的组成非常不同于通常由蒸汽裂解输出的物流的组成。
该进料物流因而可包含高摩尔含量的一氧化碳，如高于10％，甚至高于20％。
在这种情况下，用于回收和处理进料物流以获得乙烯的常规方法无法被使用或者它们给出低的收率和回收率。
US 6,303,841描述了用于从由含氧化合物如醇的转化方法获得的进料回收并且浓缩乙烯的方法。
这种方法对于回收乙烯是有效的，但需要复杂的设备，尤其需要多个蒸馏塔。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于从来源于非传统源的进料物流回收乙烯的方法，该方法实施简单，同时确保非常高的乙烯的回收率和纯度。
为此，本发明的目标在于上述类型的方法，其特征在于处理步骤包括形成包含至少20摩尔％乙烯和至少20摩尔％一氧化碳的中间物流，该方法包括去除中间物流中所含的一氧化碳的步骤。
根据本发明的方法可包括一个或多个以下的特征，这些特征是单独选取的或者是任何技术上可能的组合：
-在该一个热交换器或该多个热交换器的每一个中循环的经处理气体物流的压力小于40kgf/cm2，并且尤其是20kgf/cm2-40kgf/cm2；
-在该一个热交换器或该多个热交换器的每一个中循环的经处理气体物流的压力严格小于30kgf/cm2；
-乙烯物流包含的乙烯质量含量大于99.5％，该乙烯物流在蒸馏塔的塔底获得，没有经过另一蒸馏塔；
-乙烯物流包含进料物流中所存在的乙烯的大于99％质量，该乙烯物流在蒸馏塔的塔底获得，没有经过另一蒸馏塔；
-在处理步骤时，中间物流被引入到无蒸馏的一氧化碳去除装置中，以形成富一氧化碳物流和贫一氧化碳物流，贫一氧化碳物流的压力有利地小于5kgf/cm2；
-一氧化碳去除装置包括通过压力调节的吸附装置，产生富一氧化碳物流和贫一氧化碳物流；
-贫一氧化碳物流在压缩装置中被压缩到有利地低于40kgf/cm2的再压缩压力，以形成经处理气体物流；
-在上游热交换器中将经处理气体物流的至少一个级分与下游物流热交换，以获得部分冷凝的上游物流；
-上游物流被引入上游分离器中，来自上游分离器的至少一个液体级分被引导到蒸馏塔中；
-该一个塔供料级分或多个塔供料级分中的每一个的温度大于-40℃；
-中间物流由经处理气体物流直接形成，然后被引入到冷凝和分馏组装件(ensemble)中，该组装件包含多个在递减的温度下运行的热交换器，以产生被引入到蒸馏塔中的多个蒸馏塔供料级分，来自蒸馏塔的塔顶物流包含中间物流中所含一氧化碳的大于10％质量。
-该方法包括以下步骤：
-将经处理气体物流引入到至少一个第一上游热交换器中，以得到在有利地小于-50℃的温度下冷却和部分冷凝的上游物流，并且将上游物流分离成塔供料上游液体级分以及上游气体级分；
-将上游气体级分引导到至少一个中间热交换器中，以得到至少一个在有利地小于-90℃的温度下冷却和部分冷凝的中间物流，并且将该一个冷却的中间物流或多个冷却的中间物流中的每一个分离成塔供料中间液体级分以及中间气体级分；
-将至少一个中间气体级分引入到下游热交换器中，以得到在有利地小于-110℃的温度下冷却和部分冷凝的下游物流，并且将下游物流分离成塔供料下游液体级分以及下游气体级分，上游、下游和中间液体级分被引导到蒸馏塔中；
-下游气体级分的至少一部分在下游热交换器和/或中间热交换器和/或上游热交换器中经过以在其中进行加热，该方法包括在被再引入到下游热交换器和/或中间热交换器和/或上游热交换器中之前经加热的下游气体级分在动态膨胀涡轮机或静态减压阀中的膨胀(détente)步骤；
-来自塔顶物流的下游物流在上游热交换器和/或中间热交换器和/或下游热交换器中循环的步骤；
-在热交换器中加热下游物流之后，来自下游物流的至少一个再循环物流在压缩后被再引入到处理步骤上游的进料物流中；
-在热交换器中加热下游物流之后，来自下游物流的至少一个再循环物流被再引入到处理步骤下游的经处理气体物流中，以形成中间物流。
本发明的目的还在于提供一种从进料物流回收乙烯物流的设备，该设备包括：
-处理进料物流的组装件，用于得到经处理气体物流；
-冷却并且至少部分冷凝经处理气体物流的组装件，包括至少一个热交换器，用于形成至少一个塔供料级分；
-蒸馏组装件，包括蒸馏塔和将该一个塔供料级分或多个塔供料级分中的每一个引入到蒸馏塔中的装置(agencement)，以在蒸馏塔的塔底回收乙烯物流并且在蒸馏塔的塔顶回收贫乙烯塔顶物流；
-在热交换器中加热至少一个来自塔顶物流的下游物流的组装件；
其特征在于，该处理组装件包括形成包含至少20％摩尔乙烯和至少20％摩尔一氧化碳的中间物流的装置，该设备包括去除中间物流中所含一氧化碳的去除组装件；该蒸馏组装件被配置以去除中间物流中所含一氧化碳的至少一部分。
根据本发明的设备可包括一个或多个以下的特征，这些特征是单独选取的或者是任何技术上可能的组合：
-该去除组装件包括无蒸馏去除一氧化碳的装置，用于形成富一氧化碳物流和贫一氧化碳物流，该去除装置适于在有利地小于5kgf/cm2的压力下产生贫一氧化碳物流。
-该去除组装件由蒸馏组装件形成。
附图说明
通过对以下参照附图、仅以举例方式给出的详细描述的阅读，将更好地理解本发明，其中：
-图1为用于实施本发明第一乙烯回收方法的第一设备的功能框图；
-图2为本发明第一设备的第一变化形式的细节图；
-图3为本发明第一设备的第二变化形式的细节图；
-图4为本发明第一设备的第三变化形式的细节图；
-图5为用于实施本发明第二乙烯回收方法的第二设备的功能框图；
-图6为本发明第二设备的第一变化形式的细节图。
具体实施方式
在下文中，相同参考标号指示管道中循环的物流和运送此物流的管道。而且，除非相反说明，百分比指摩尔百分比，温度和压力的单位分别为相关的摄氏度和每平方厘米千克力(kgf/cm2)。
图1示出从气体进料物流12回收乙烯的第一设备10。
进料物流12从非传统乙烯源获得，而非从在蒸汽存在下高温烃裂解方法获得。
进料物流12包含的乙烯摩尔含量大于20％并且在20％和80％之间、优选地在40％和60％之间。其包含的一氧化碳摩尔含量大于20％并且在20％和80％之间、优选地在40％和60％之间。
进料物流12中的甲烷摩尔含量小于20％。进料物流12中的氢摩尔含量典型地小于10％。
进料物流12包含杂质，如酸性气体、尤其是二氧化碳(CO2)和可能的硫化氢(H2S)，或者其它杂质如含氧化合物和水的。
设备10包括用于形成经纯化进料物流的进料气体12的处理组装件14、用于预分馏经纯化气体的去除组装件22、冷却和至少部分冷凝从进料物流获得的经处理气体的组装件16、以及蒸馏组装件18。
处理组装件14适于去除存在于进料物流12中的杂质，以至少部分形成富一氧化碳中间物流20。
为此，处理组装件14适于产生经纯化进料物流60，其不再含杂质如酸性气体、尤其是二氧化碳(CO2)和可能的硫化氢(H2S)，或者其它杂质如除一氧化碳(CO)外的含氧化合物以及水。
处理组装件14例如包括适于去除酸性气体的苛性钠洗涤塔，或者胺洗涤塔。
处理组装件14例如还包括适于去除水的干燥分子筛。处理组装件14还可包含捕集器或催化剂床，以除去存在于气体中的杂质，尤其是重金属。
正如将在下面看到的，用经纯化进料物流60在处理组装件14中形成富一氧化碳中间物流20。
去除组装件22尤其用于去除中间物流20中含有的一氧化碳。
在这个实施例中，去除组装件22被置于处理组装件14和冷凝组装件16之间。
在图1所示实施例中，去除组装件22包括低压去除中间物流20中所含一氧化碳的装置24，以及用于形成经处理气体物流的压缩装置26。
优选地，在这种变化形式中，去除装置24包括通过压力调节吸附一氧化碳的装置28，英文术语表示为“pressure swing adsorber(变压吸附器)”或“PSA”。
这种装置28在例如小于10kgf/cm2并且尤其在0.1kgf/cm2和5kgf/cm2之间的低清洗压力下操作。其适于由中间物流20产生贫乙烯物流62，包含中间物流20中所含乙烯的少于1％摩尔，以及中间物流20中所含一氧化碳的多于60％摩尔，有利地多于80％。
通过压力调节的吸附装置28包括至少两个在以下条件下轮流操作的壳体：在相对高压力下在吸收载体上的乙烯吸附条件下，以及在相对低压力下在乙烯解吸条件下，以用于释放在载体上吸附的乙烯。
吸附载体例如包括一个或多个分子筛床，尤其是沸石、和/或铝硅酸盐和/或微孔炭床。
压缩装置26包括压缩机，压缩机本身由多个串联安装的压缩级30以及多个制冷器32构成，制冷器32被安装在每个压缩级30的出口处，以冷却来自压缩机30的经压缩气体。
冷却和冷凝组装件16包括至少一个上游热交换器34、36、38以用于形成被部分冷凝的上游气体物流，以及用于分离上游气体物流的上游分离器40。
冷却和冷凝组装件16在这个实施例中包括至少一个下游热交换器42以用于形成被部分冷凝的下游气体物流，以及用于分离下游气体物流的下游分离器44。
在这个实施例中，冷却和冷凝组装件16包括第一上游热交换器34、第二上游热交换器36以及第三上游热交换器38。
第二上游热交换器36和第三上游热交换器38被串联安装。它们被连接到在制冷循环(未示出)中使用制冷剂的冷却回路。制冷剂有利地为烃，例如丙烯。
蒸馏组装件18包括蒸馏塔50、塔顶冷凝器52和塔底再沸器54。
在这个实施例中，塔50为具有再沸的蒸馏塔(英文术语表示为“reboiledstripper column(再沸汽提塔)”)。
蒸馏塔50适于操作的压力在10kgf/cm2和40kgf/cm2之间、尤其在25kgf/cm2和40kgf/cm2之间、优选地在30kgf/cm2和40kgf/cm2之间。
它包括塔盘或填料。它例如包括多于6个理论塔盘，并且尤其在10个理论塔盘和20个理论塔盘之间。
塔顶冷凝器52包括塔顶热交换器56、塔顶分离器58和回流泵59。
现在将描述在第一设备10中实施的从进料物流12回收乙烯物流的第一方法。
初始，保持在有利地在10kgf/cm2和40kgf/cm2之间的压力下的进料物流12被引入到处理组装件14中。其有利地具有在10℃和50℃之间的温度。进料物流12富含乙烯和一氧化碳。其优选地具有如前所述的组成。
从处理组装件14提取不含杂质的经纯化进料物流60。
经纯化进料物流60具有酸性气体摩尔含量，如小于1ppm(0.0001％摩尔)的二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，以及小于小于1ppm摩尔(0.0001％摩尔)的水。
经纯化进料物流60至少部分地形成中间物流20。
中间物流20中的乙烯摩尔含量大于20％、并且尤其在20％和80％之间、优选地在40％和60％之间。中间物流20中的一氧化碳摩尔含量大于20％，并且尤其在20％和80％之间、优选地在40％和60％之间。
然后将中间物流20引入去除装置24。富一氧化碳物流62被从去除装置24中连续提取且处于高压下。贫一氧化碳物流64被从去除装置24同时连续提取且处于低压下。
为此，中间物流20相继经过吸附装置28的壳之一，以能够在壳中所含载体上吸附物流20中所含的乙烯并且形成富一氧化碳物流62。同时，加载在另一壳中所含载体上的乙烯解吸并且形成贫一氧化碳物流64。
富一氧化碳物流62具有的压力大于10kgf/cm2并且尤其在20kgf/cm2和40kgf/cm2之间。其包含中间物流20中所含一氧化碳的多于60％摩尔，有利地多于80％摩尔。
贫一氧化碳物流64具有的压力小于10kgf/cm2并且尤其在0.1kgf/cm2和5kgf/cm2之间。其包含中间物流20中所含乙烯的多于99％摩尔，并且有利地少于20％摩尔的一氧化碳。
贫一氧化碳物流64然后被引入压缩装置26。其则在相继的压缩级30中进行压缩，直至塔50的操作压力，在每个压缩级在制冷器32中进行冷却。
在装置26的出口处回收的经处理气体物流70有利地具有的压力在10kgf/cm2和40kgf/cm2之间、尤其在25kgf/cm2和40kgf/cm2之间。物流70的压力通过位于下游分离器44下游的阀108控制。
经处理气体物流70的温度例如大于10℃、尤其在20℃和50℃之间。
经处理气体物流70然后被引入冷凝组装件16，以在其中在交换器36、38、34中至少部分冷凝。
在这个实施例中，经处理气体物流70被分离成第一级分72和第二级分74。
第一级分72被引入第一热交换器34中，以在其中被冷却，直到温度小于-10℃并且尤其在-15℃和-25℃之间。
第二级分74被相继引入第二热交换器36和第三热交换器38中，以在其中通过与外部制冷循环中循环的制冷剂进行热交换来进行冷却，例如利用丙烯通过制冷剂蒸发来进行。
第二级分74被冷却，直到温度小于-10℃并且尤其在-15℃和-25℃之间。
第一级分72与第二级分74的摩尔流量比通过阀76根据第一热交换器34中的可用负大卡(frigories)操控。
经冷却第一级分72和经冷却第二级分74然后被再合并以形成至少部分冷凝的上游物流80。
上游物流80中的液体摩尔含量例如大于40％、并且尤其在50％和70％之间。上游物流80然后被引入上游分离器40，以在其中被分离成上游液体级分82和上游气体级分84。
上游液体级分82形成塔50的第一供料级分，第一供料级分通过流量控制阀86在第一位置N1处被供应到塔50中。
上游气体级分84然后被引入第一下游热交换器42，以在其中通过与外部制冷循环中循环的制冷剂进行热交换而被冷却和部分冷凝，并且形成下游物流88。
下游物流88的温度小于-20℃并且尤其在-25℃和-40℃之间。
下游物流88中的液体摩尔含量例如大于30％、并且尤其在40％和60％之间。
下游物流88然后被引入下游分离器44，以在其中分离成下游液体级分90和下游气体级分92。
下游液体级分90形成塔50的第二供料级分，第二供料级分通过流量控制阀94在位于第一位置N1之上的第二位置N2处被引入塔50中。
塔50的压力小于40kgf/cm2、并且尤其在25kgf/cm2和40kgf/cm2之间。塔50的压力通过位于塔顶分离器58下游的阀110控制。
塔50用塔底再沸器54加热，在塔底再沸器54中循环的物流可典型地是在外部制冷循环中循环的待冷凝的制冷剂，用于向交换器36、38、42之一中供料。
在塔50的塔底回收富乙烯塔底物流96。塔底物流96具有大于99.5％的乙烯摩尔含量和小于0.0001％摩尔(1ppm摩尔)的一氧化碳摩尔含量。塔底物流96含有进料物流12中所含乙烯的多于99％摩尔。
而且，塔底物流96可被直接用在聚合物生产单元中，无需再次蒸馏。
在塔50的塔顶提取贫乙烯塔顶物流98。
塔顶物流98在塔顶交换器56中通过与在封闭制冷循环的传统制冷回路中循环的制冷剂进行热交换(典型地丙烯蒸发)而被部分冷凝。
部分冷凝的塔顶物流100然后被引入塔顶分离器58，以在其中分离成塔顶液体级分102和塔顶气体级分104。
塔顶液体级分102利用回流泵59泵送到塔50中。
塔顶气体级分104然后与来自下游分离器44的下游气体级分92混合，以形成来自塔顶物流98的塔顶下游物流106。
下游交换器34上游的下游物流106的温度例如在-25℃和-40℃之间。下游物流106的压力等于物流60的压力加上热交换器34中生成的压降。此压力例如在20kgf/cm2和40kgf/cm2之间。
下游物流106然后被引入第一热交换器34，以通过与经处理气体物流70的第一级分72的热交换进行加热。
来自交换器34的经加热下游物流112具有的温度大于0℃。其然后被至少部分地引入到经处理进料物流60中，以形成中间物流20。
根据本发明的方法因而能够以简单和特别经济的方式处理来自非传统乙烯源的进料物流12，以提取全部乙烯并产生符合聚合物生产规格的物流96。
这种结果通过简单使用的一氧化碳去除组装件22、利用在单个塔50中实施的单一蒸馏步骤而获得。
进料物流12中的乙烯回收几乎是全部的，例如大于99％，并且所得乙烯具有尤其大于99.5％的纯度。
在图2中部分示出的第一设备10的第一变化形式中，冷凝组装件16未被设置下游分离器44。
在下游交换器42中被冷却和至少部分冷凝的下游物流88被直接引入塔50的位于引入塔第一供料级分的位置N1之上的位置N2处。
在设备10的这种变化形式中实施的回收方法此外与在第一设备10中实施的回收方法相似。
在图3中部分示出的第一设备10的第二变化形式中，冷凝组装件16也未被设置下游分离器44并且未被设置下游热交换器42。
来自上游分离器40的上游气体级分84则被直接引入塔50，以形成塔的第二供料级分。
在设备10的这种变化形式中实施的回收方法此外与在第一设备10中实施的回收方法相似。
在图4中部分示出的第一设备10的第三变化形式中，来自阀110的塔顶气体级分104和来自阀108的下游气体级分92分别形成第一下游物流106A和第二下游物流106B，它们在第一热交换器34下游相互混合之前被分别引入第一热交换器34中，以在其中进行加热。
在设备10的这种变化形式中实施的回收方法此外与在第一设备10中实施的回收方法相似。
在一种变化形式中(未示出)，塔顶热交换器56为被安置在塔50中的竖直热交换器。
图5示出根据本发明的第二设备140。
如第一设备10，第二设备140包括旨在形成经处理气体的进料气体12的处理组装件14、冷却和至少部分冷凝经处理气体的组装件16、以及蒸馏组装件18。
根据本发明，处理组装件14适于生成富一氧化碳中间物流20。
然而，与第一设备10不同，用于去除中间物流20中所含一氧化碳的去除组装件22直接由蒸馏组装件18形成。
设备140另外包括经处理进料物流20的补充冷却组装件141。
处理组装件14与第一设备10的处理组装件相似。将不再详细描述。
正如第一设备10，冷却和冷凝组装件16包括上游级，上游级包括至少一个上游热交换器34、36、38，用于形成被部分冷凝的上游气体物流，以及上游分离器40，用于分离上游气体物流。
冷凝组装件16还包括下游级，下游级包括至少一个下游热交换器42，用于形成部分冷凝的下游气体物流，以及下游分离器44，用于分离下游气体物流。
与第一设备10不同，第二设备的冷凝组装件16还包括中间级，中间级包括中间热交换器142、144、146，以及被分别安置在中间热交换器142、144和中间热交换器146下游的中间分离器148、150。
在这个实施例中，第一中间热交换器142与第二中间热交换器144并联安装。
第一中间热交换器142适于通过加热下游物流106进行冷却，下游物流106从在蒸馏组装件18中形成的塔顶物流98获得。
第一中间分离器148被设置在交换器142、144和交换器146之间。
第二中间热交换器144适于通过在制冷封闭循环(未示出)中循环的制冷剂的蒸发进行冷却。制冷剂例如是乙烯。
第三中间热交换器146适于通过加热下游物流106进行冷却，下游物流106从在蒸馏组装件18中形成的塔顶物流98获得。
在图5所示的实施例中，蒸馏组装件18未设置塔顶冷凝器52。蒸馏塔50为再沸吸收塔。
再沸器54被安置在第一上游热交换器36的下游，以及第二上游热交换器38的上游，以与第二级分74进行热交换。
补充冷却组装件141包括与压缩机154连接的动态膨胀涡轮机152。动态膨胀涡轮机152适于接收下游气体物流的至少一部分以进行膨胀并使其经过热交换器34、142、146、42进行循环，并且提供负大卡以冷却经处理气体物流20。
现在将描述在第二设备140中实施的根据本发明的第二方法。
初始，保持压力有利地在10kgf/cm2和40kgf/cm2之间、尤其在20kgf/cm2和30kgf/cm2之间的进料物流12被引入处理组装件14。其有利地具有在10℃和50℃之间的温度。
进料物流12富含乙烯和一氧化碳。其优选具有如前所述的组成。
从处理组装件14提取无杂质的经处理进料物流60。进料物流60具有酸性气体摩尔含量，如小于1ppm摩尔(0.0001％摩尔)的二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，以及小于小于1ppm摩尔(0.0001％摩尔)的水摩尔含量。
在这个实施例中，经处理进料物流60构成富一氧化碳中间物流20。
中间物流20中的乙烯摩尔含量大于20％、并且尤其在20％和80％之间、优选地在40％和60％之间。中间物流20中的一氧化碳摩尔含量大于20％、并且尤其在20％和80％之间、优选地在40％和60％之间。
中间物流20有利地具有在10kgf/cm2和40kgf/cm2之间、尤其在20kgf/cm2和35kgf/cm2之间、特别地小于30kgf/cm2的压力。
中间物流20的温度例如大于10℃、尤其在20℃和50℃之间。
中间物流20然后被引入冷凝组装件16，以在其中在交换器36、38、34、54中被至少部分冷凝。
在这个实施例中，中间物流20被分离成第一级分72和第二级分74。
第一级分72被引入第一热交换器34，以在其中被冷却，直至温度小于-30℃、并且尤其在-40℃和-70℃之间。
第二级分74被相继引入第二热交换器36和再沸器54中，以在其中通过与在外部制冷循环中循环的制冷剂如丙烯、和通过塔50底部提取的再沸物流进行热交换而分别进行冷却。
第二级分74被冷却，直到温度小于-30℃、并且尤其在-40℃和-70℃之间。
第一级分72与第二级分74的摩尔流量比通过阀76根据第一热交换器34中的可用负大卡进行操控。
经冷却第一级分72和经冷却第二级分74然后被再合并，以形成初始上游物流80。
初始上游物流80然后被引入第三热交换器38，以形成一直到小于-40℃、并且尤其在-50℃和-80℃之间的温度的经冷却上游物流156。
经冷却上游物流156中的液体摩尔含量例如大于20％、并且尤其在25％和50％之间。
经冷却上游物流156然后被引入上游分离器40，以在其中被分离成上游液体级分82和上游气体级分84。
上游液体级分82形成塔50的第一供料级分，第一供料级分通过流量控制阀86在第一位置N1处被引入塔50。
上游气体级分84被分离成被引入第一中间热交换器142的第一上游气体物流158和被引入第二中间热交换器144的第二上游气体物流160。
在进行再混合以形成部分冷凝的第一中间物流162之前，第一上游气体物流158和第二上游气体物流160各自被冷却，直至小于-70℃、并且尤其在-80℃和-100℃之间的温度。
部分冷凝的第一中间物流162中的液体摩尔含量例如大于15％、并且尤其在20％和35％之间。
部分冷凝的第一中间物流162然后被引入第一中间分离器148，以在其中被分离成第一中间液体级分164和第一中间气体级分166。
第一中间液体级分164形成塔50的第三供料级分，第三供料级分通过流量控制阀168在位于第一位置N1之上的第三位置N3处被引入塔50中。
第一中间气体级分166被引入第二中间热交换器146，以形成部分冷凝和冷却到小于-90℃、并且尤其在-100℃和-130℃之间的温度的第二中间物流170。
第二中间物流170然后被引入第二中间分离器150中，以在其中被分离成第二中间液体级分172和第二中间气体级分174。
第二中间液体级分172形成塔50的第四供料级分，第四供料级分通过流量控制阀176在位于第三位置N3之上的第四位置N4处被引入塔50中。
第二中间气体级分174被引入第一下游热交换器42，以在其中被冷却到小于-120℃、并且尤其在-125℃和-150℃之间的温度，并形成冷却和部分冷凝的下游物流88。
下游物流88中的液体摩尔含量例如大于1％、并且尤其在1％和20％之间。下游物流88然后被引入下游分离器44中，以在其中被分离成下游液体级分90和下游气体级分92。
下游液体级分90形成塔50的第二供料级分，第二供料级分通过流量控制阀94在位于第四位置N4之上的第二位置N2处被引入塔50中。
塔50的压力小于40kgf/cm2、并且尤其在5kgf/cm2和30kgf/cm2之间、例如小于15kgf/cm2。
在塔50的塔底回收富乙烯塔底物流96。塔底物流96具有的乙烯摩尔含量大于99.5％并且一氧化碳的摩尔含量小于0.0001％(1ppm摩尔)。塔底物流96含有进料物流12中所含乙烯的大于99％摩尔。
因而，塔底物流96可被直接用于聚合物生产单元中，而无需再次蒸馏。
在塔50的塔顶提取贫乙烯塔顶物流98。
塔顶物流98中的一氧化碳摩尔含量大于70％。塔顶物流98含有进料物流12中所存在的一氧化碳的大于10％摩尔。
塔顶物流98经过流量控制阀110以形成富一氧化碳下游物流106。
下游物流106然后相继在下游热交换器42中，每个中间热交换器146、142中，然后在上游热交换器34中，通过与第二中间气体级分174、第一中间气体级分166、第一上游气体级分158以及中间物流20的第一级分72分别进行热交换而被加热。
经加热下游物流180因而在第一上游热交换器34的出口处具有大于10℃的温度。
同时，在被引入动态膨胀涡轮机152以在其中被膨胀到小于10kgf/cm2的压力之前，下游气体级分92相继在下游热交换器42、每个中间热交换器146、142中经过。
在涡轮机152的出口处形成的膨胀下游气体级分182具有的温度小于-120℃并且尤其在-130℃和-150℃之间。
经膨胀下游气体级分182然后相继经过下游热交换器42、每个中间热交换器146、142，然后经过上游热交换器34，以在其中通过与第二中间气体级分174，第一中间气体级分166、第一上游气体级分158和中间物流20的第一级分72分别进行热交换而被加热。
来自第一上游热交换器34的经加热下游气体级分184则被引入第一压缩机154，以在任选地与经加热下游物流180混合之前在其中被压缩，直至大于3kgf/cm2的压力。
正如第一设备10，根据本发明的第二设备140使得能够由来自非传统源且具有高一氧化碳含量的进料物流12以简单和特别经济的方式得到符合聚合物生产规格的乙烯物流96。
此结果在还形成一氧化碳去除组装件22的蒸馏组装件18中，通过在单个塔50中实施的单一蒸馏步骤而获得。
进料物流12中的乙烯的回收几乎是全部的，大于99％，并且所得乙烯有利地具有大于99.5％的纯度。
在图6示意性示出的根据本发明的第二设备的第一变化形式中，蒸馏组装件18包括与第一设备10的塔顶冷凝器52相类似的塔顶冷凝器52。
塔顶冷凝器52包括塔顶热交换器56、塔顶分离器58以及回流泵59。
在图6所示的实施例中，塔顶热交换器56将来自蒸馏塔50的塔顶物流98与来自动态膨胀涡轮机152的经膨胀下游气体级分182进行热交换，动态膨胀涡轮机152位于下游热交换器42中的通道上游。
在另一变化形式中，在封闭或关开放制冷循环中循环的液体制冷物流确保了通过制冷剂蒸发在塔顶热交换器56中负大卡的产生。
在根据本发明的第二设备140的第二变化形式中(未示出)，至少一个塔底液体级分82、164、172在静态减压阀(未示出)中膨胀，以形成经膨胀塔底液体级分。经膨胀塔底液体级分然后相继经过下游热交换器42、每个中间热交换器146、142，然后经过上游热交换器34，以通过与第二中间气体级分174、第一中间气体级分166、第一上游气体级分158和中间物流20的第一级分72分别进行热交换而被加热。
经加热塔底液体级分然后在处理组装件14上游的进料气体12中被再循环。
在另一变化形式中(未示出)，在下游气体物流92膨胀时由动态膨胀涡轮机152收集的机械能借助于置于油浴中的制动器耗散。
在图1-4的方法的另一变化形式中(未示出)，下游物流112在与进料物流12混合之前被再压缩。

Claims (19)

1.从进料物流(12)回收乙烯物流(96)的方法，包括以下步骤：
-处理进料物流(12)以获得经处理气体物流(60；70)；
-在至少一个热交换器(34，142，146，42)中冷却并且至少部分冷凝经处理气体物流(60；70)，以形成至少一个塔供料级分；
-将该至少一个塔供料级分引入到蒸馏塔(50)中，以在蒸馏塔(50)的塔底回收乙烯物流(96)并且在塔顶回收贫乙烯塔顶物流(98；104)；
-在热交换器(34，142，146，42)中加热源自于塔顶物流(104)的至少一个下游物流(106)；
其特征在于该处理步骤包括形成中间物流(20)，所述中间物流(20)包含至少20％摩尔的乙烯和至少20％摩尔的一氧化碳，该方法包括去除中间物流(20)中所含的一氧化碳的去除步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在该至少一个热交换器(34，142，146，42)中循环的经处理气体物流的压力小于40kgf/cm2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在该至少一个热交换器(34，142，146，42)中循环的经处理气体物流的压力是20kgf/cm2-40kgf/cm2。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在该至少一个热交换器(34，142，146，42)中循环的经处理气体物流的压力严格小于30kgf/cm2。
5.根据权利要求1-3任一项中所述的方法，其特征在于，乙烯物流(96)包含的乙烯质量含量大于99.5％，该乙烯物流(96)在蒸馏塔(50)的塔底获得，没有经过另一蒸馏塔。
6.根据权利要求1-3任一项中所述的方法，其特征在于，乙烯物流(96)包含进料物流(12)中所存在的乙烯的大于99％质量，该乙烯物流(96)在蒸馏塔(50)的塔底获得，没有经过另一蒸馏塔。
7.根据权利要求1-3任一项中所述的方法，其特征在于，在处理步骤时，中间物流(20)被引入到无蒸馏的一氧化碳去除装置(24)中，以形成富一氧化碳物流(62)和贫一氧化碳物流(64)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，一氧化碳去除装置(24)包括通过压力调节的吸附装置(28)，产生富一氧化碳物流(62)和贫一氧化碳物流(64)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，贫一氧化碳物流(64)在压缩装置(26)中被压缩到再压缩压力，以形成经处理气体物流(70)。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在上游热交换器(34)中将经处理气体物流(60；70)的至少一个级分(72)与下游物流(106)热交换，以获得部分冷凝的上游物流(80)，
上游物流(80)被引入上游分离器(40)中，来自上游分离器(40)的至少一个上游液体级分(82)被引导到蒸馏塔(50)中。
11.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，中间物流(20)由经处理气体物流(60)直接形成，然后被引入到冷凝和分馏组装件(16)中，该组装件(16)包含多个在递减的温度下运行的热交换器(34，142，146，42)，以产生被引入到蒸馏塔(50)中的多个蒸馏塔(50)供料级分，来自蒸馏塔(50)的塔顶物流(104)包含中间物流(20)中所含一氧化碳的大于10％质量。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
-将经处理气体物流(60)引入到至少一个上游热交换器(34)中，以得到在一定温度下冷却和部分冷凝的上游物流(80)，并且将上游物流(80)分离成塔供料上游液体级分(82)以及上游气体级分(84)；
-将上游气体级分(84)引导到至少一个中间热交换器(142，144，146)中，以得到至少一个被冷却和部分冷凝的中间物流(162，170)，并且将该至少一个冷却的中间物流(162，170)分离成塔供料中间液体级分以及中间气体级分(166，174)；
-将至少一个中间气体级分(174)引入到下游热交换器(42)中，以得到被冷却和部分冷凝的下游物流(88)，并且将下游物流(88)分离成塔供料下游液体级分(90)以及下游气体级分(92)，上游、下游和中间液体级分被引导到蒸馏塔(50)中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括下游气体级分(92)的至少一部分在下游热交换器(42)和/或中间热交换器(142，146)和/或上游热交换器(34)中经过以在其中进行加热，该方法包括在被再引入到下游热交换器(42)和/或中间热交换器(142，146)和/或上游热交换器(34)中之前经加热的下游气体级分在动态膨胀涡轮机(152)或静态减压阀中的膨胀步骤。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括来自塔顶物流(98；104)的下游物流(106)在上游热交换器(34)和/或中间热交换器(142，146)和/或下游热交换器(42)中循环的步骤。
15.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在热交换器(34)中加热下游物流(106)之后，来自下游物流(106)的至少一个再循环物流(112)在压缩后被再引入到处理步骤(14)上游的进料物流(12)中。
16.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在热交换器(34)中加热下游物流(106)之后，来自下游物流(106)的至少一个再循环物流(112)被再引入到处理步骤(14)下游的经处理气体物流(60)中，以形成中间物流(20)。
17.从进料物流(12)回收乙烯物流(96)的设备(10；140)，该设备包括：
-处理进料物流(12)的组装件(14)，用于得到经处理气体物流(60；70)；
-冷却并且至少部分冷凝经处理气体物流(60；70)的组装件(16)，包括至少一个热交换器(34，142，146，42)，用于形成至少一个塔供料级分；
-蒸馏组装件(18)，包括蒸馏塔(50)和将该至少一个塔供料级分引入到蒸馏塔(50)中的装置，以在蒸馏塔(50)的塔底回收乙烯物流(96)并且在蒸馏塔(50)的塔顶回收贫乙烯塔顶物流(104)；
-在热交换器(34，142，146，42)中加热至少一个来自塔顶物流(104)的下游物流(106)的组装件；
其特征在于，该处理组装件(14)包括形成包含至少20％摩尔乙烯和至少20％摩尔一氧化碳的中间物流(20)的装置，该设备(10；140)包括去除中间物流(20)中所含一氧化碳的去除组装件(22)；该去除组装件(22)被配置以去除中间物流(20)中所含一氧化碳的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的设备(10)，其特征在于，该去除组装件(22)包括无蒸馏去除一氧化碳的装置(24)，用于形成富一氧化碳物流(62)和贫一氧化碳物流(64)。
19.根据权利要求17所述的设备(140)，其特征在于，该去除组装件(22)由蒸馏组装件(18)形成。
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