CN105722956A - 用于对烃混合物进行分离的方法、分离设备、蒸汽裂化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分离至少部分地通过蒸汽裂化(10)的方式而获得的烃混合物(C)的方法，所述烃混合物(C)至少含有具有一个、两个和三个碳原子的烃类(乙烷和乙烯在其中)；其中首先从所述烃混合物(C)提取第一馏分(C2+，C2?)，其中至少部分地移除其它组分，第一馏分含有所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分，然后从所述第一馏分(C2+，C2?)提取其它馏分(C1，C2，C2H4，C3+，C2H6)。与从所述烃混合物(C)中至少部分地分离所述其它组分同时或在从所述烃混合物(C)中至少部分地分离所述其它组分的之后移除使所述第一馏分(C2+，C2?)中的乙烷含量降低至小于25％的量的含有乙烷的馏分(R，S)，其中所述含有乙烷的馏分(R，2)含有少量具有两个碳原子的其它烃类或不含有具有两个碳原子的其它烃类。本发明还涉及一种分离设备，涉及一种相应的蒸汽裂化装置以及涉及一中用于对蒸汽裂化装置进行改装的方法。

Description

用于对烃混合物进行分离的方法、分离设备、蒸汽裂化设备
技术领域
按照独立权利要求的前序部分，本发明涉及一种用于对烃混合物进行分离的方法，涉及一种相应的分离系统，涉及一种包含这种类型的分离系统的蒸汽裂化系统，以及涉及一种用于对蒸汽裂化系统进行改装的方法。
背景技术
用于蒸汽裂化烃类的方法和装置是已知的，且例如自2007年4月15日起上线的DOI10.1002/14356007.a10_045.pub2的乌尔曼工业化学百科全书中的文章“乙烯”中有所描述。
蒸汽裂化方法是在管式反应器中在商业规模上来实施的，管式反应器原则上可以装载多种烃类和从乙烷至沸点通常高达600℃的柴油的烃混合物(称为炉料)。以下将在相同或可比较的裂化条件(参见下文)下操作的反应管或反应管组，或任选地甚至在作为整体的统一的裂化条件中操作的反应管表示为“裂化炉”。因此，在本文所发现的应用中，裂化炉是用于进行将炉料暴露于相同或可比较的裂化条件下的蒸汽裂化的构造单元。用于蒸汽裂化的系统可以包含一个以上这种类型的裂化炉。
各个炉料在一个裂化炉或多个裂化炉中的蒸汽裂化期间至少部分地反应，这导致得到原煤气。可以将多个裂化炉的原煤气组合，并如参考图1A和1B更加详细描述的进行一系列后处理步骤。这种类型的后处理步骤首先包含例如通过淬火、冷却和干燥对原煤气进行处理，这导致获得裂化气。偶尔也将原煤气称为裂化气，反之亦然。
裂化气是包括各种链长和结构的烃类的烃混合物。为了从裂化气获得所需的产物，因此必须对其进行分离。针对该目的的多种方法在本领域中是已知的且例如在前述乌尔曼工业化学百科全书中的文章“乙烯”中进行了详细描述。例如在US 5,372,009A和US 5,361,589A中也公开了用于处理裂化气的方法。
正如下面所描述的，在蒸汽裂化系统中，一个以上裂化炉的炉料通常由从外部供给的一种以上新鲜充量组成以及由从裂化气分离出的一种以上循环流或循环馏分组成。
裂化气的组成尤其取决于分别使用的炉料的组成。炉料中使用富含更多乙烷的新鲜充量或充量，裂化气也会含有更多的乙烷。因此，如果使用富含乙烷的烃混合物，裂化气中会再次发现比如果使用低乙烷的烃混合物(如石脑油)高的多的乙烷比例。
然而，出于经济原因，使用富含乙烷的烃混合物是可取的。在天然气，尤其是液化天然气(NGL)形式的天然气的生产过程中，这些烃混合物大量积累，并可以通过蒸汽裂化转化为有用的产物。这同样适用于裂化法提供的相当富含乙烯的页岩气。
无法将为处理不含乙烷的新鲜充量而专门建立的蒸汽裂化系统轻易地转变为用于含有不可忽略量的乙烷的一种以上新鲜充量，因为只能在后续的分离过程中对裂化气中相当高的乙烷含量进行处理，这需要相当高的额外的建筑费用。
例如，在这种情况下，有必要提供多个系列的分离单元，或者有必要以相当大的努力增加系列分离单元的容量。
当然，这种类型的问题不仅在如果用富含更多乙烷的新鲜充量完全替代常规的新鲜充量(如石脑油)的情况下发生，也在如果仅部分使用富含更多乙烷的新鲜充量的情况下发生。这不否定了任何可能获得的经济优势。本发明旨在补救这种情况。
发明内容
在本发明的上下文中，通过具有独立权利要求的特征用于对烃混合物进行分离的方法、相应的分离系统、包含这种类型的分离系统的蒸汽裂化系统，以及用于对蒸汽裂化系统进行改装的方法实现了所述目的。优选的结构形成了从属权利要求和以下描述的主题。
在描述本发明的特征和优点之前，对所使用的基本原则和术语进行解释。
在此，在上文中已经使用的术语“炉料”表示供给至一个以上裂化炉的一种以上液体流和/或气体流。如下文所述，还可以将通过这种类型的蒸汽裂化方法获得的流进料回至一个以上裂化炉中并再次用作炉料。如所描述的，多种烃类和从乙烷至沸点通常高达600℃的柴油的烃混合物适合用作炉料。如所陈述的，本发明主要涉及包含具有相当高乙烷含量的新鲜充量的炉料的用途。
如所陈述的，这种类型的“新鲜充量”从系统外部供给且例如由一种以上石油馏分、包含乙烷的具有两个至四个碳原子的天然气组分，和/或液化天然气获得。炉料还可以由一种以上“循环流”(换言之，在系统自身中产生并进料回至相应的裂化炉中的流)组成。炉料还可以由一种以上新鲜充量和一种以上循环流的混合物组成。
在本文所发现的应用中，“蒸汽裂化系统”包含在相同或不同裂化条件下操作且可以装载相同或不同炉料的一个以上裂化炉和建立以分离所获得的裂化气(通常包括一系列蒸馏塔)并建立以基于所获得的烃类的沸点将裂化气分离成多种馏分的“分离系统”。
在本领域中，对这种类型的馏分采用缩写，规定在各个情况中主要或仅含有的烃类的碳原子数。因此，“C1馏分”为主要或仅含有甲烷(但是按照惯例有时也指氢气，在这种情况下，也可以将其称为“C1减馏分”)的馏分。相比之下，“C2馏分”主要或仅含有乙烷、乙烯和/或乙炔。“C3馏分”主要含有丙烷、丙烯、甲基乙炔和/或丙二烯。“C4馏分”主要或仅含有丁烷、丁烯、丁二烯和/或丁炔，根据C4馏分的来源可能以不同的比例所包含各自的同分异构体。同样适用于“C5馏分”和更高的馏分。就该方法和/或术语而言，还可以将这种类型的多个馏分进行组合。例如，“C2加馏分”主要或仅含有具有两个以上碳原子的烃类，以及“C2减馏分”主要或仅含有具有一个或两个碳原子的烃类。
在本文所发现的应用中，液体流和气体流可以富含或缺乏一种以上组分，其中按照摩尔浓度、按照重量或按照体积，“富含”可以指至少90％、95％、99％、99.5％、99.9％、99.99％或99.999％的含量且“低”可以指最多10％、5％、1％、0.1％、0.01％或0.001％的含量。术语“主要”是指至少50％、60％、70％、80％或90％的含量或对应于术语“富含”。在本文所发现的应用中，液体流和气体流可以使一种以上组分进一步富集或贫化，这些术语与获得该液体流和气体流的起始混合物中的相应含量有关。与初始混合物相比，如果液体流或气体流含有至少1.1倍、1.5倍、2倍、5倍、10倍、100倍或1000倍的相应组分的含量，则其被富集，且如果液体流或气体流含有至少0.9倍、0.5倍、0.1倍、0.01倍或0.001倍的相应组分的含量，则其被贫化。
在本文所发现的应用中，如果“新鲜充量”含有“不可忽略量”的乙烷，则其具有超过例如5％、10％、20％、30％或40％的乙烷含量。原则上，纯乙烷甚至可以例如与其它较重的新鲜充量(如石脑油)一起用作新鲜充量。然而，通常，这种类型的新鲜充量的乙烷含量的上限为90％、80％、70％、60％或50％。例如，页岩气和液化天然气为含有不可忽略量的乙烷的新鲜充量。
在本申请中，百分数可以按照体积、摩尔浓度或质量计。压力给定为绝对压力。
例如通过对任何所需组分进行稀释、浓缩、富集、贫化或使任何所需组分进行反应，通过分离步骤，要不然通过与至少一种其它流进行组合，流可以“衍生”自另一流。还可以通过将起始流分成至少两个子流来形成衍生流，在这种情况下，各个子流，或甚至在将另一流分离出以后而剩余的流就是这种类型的衍生流。
本发明的优点
本发明开始于用于对至少部分地通过蒸汽裂化获得的烃混合物进行分离的方法。如上所述，将这种类型的烃混合物表示为裂化气或原煤气且使这种类型的烃混合物进行一个以上处理步骤。烃混合物至少包含包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类。如所陈述的，如果使用含有不可忽略量的乙烷的新鲜充量，这种类型的裂化气中的乙烷的量在蒸汽裂化过程中增加。
即使将主要含有乙烷的烃混合物用作用于蒸汽裂化的炉料，裂化气会含有具有超过三个碳原子的烃类。如所陈述的，常规新鲜充量(如石脑油)也不一定完全由富含乙烷的新鲜充量所代替，所以目前基于这个原因，裂化气中通常含有非常大量的具有超过三个碳原子的烃类。
因此，当蒸汽裂化中采用含有不可忽略量的乙烷的新鲜充量时，将要进行的分离并不一定在定性角度不同，单可以在定量角度不同(换言之，就待分离的馏分的各自的比例而言)不同。
首先，本文中表示为“第一馏分”的馏分是通过至少部分地分离出其它组分而从烃混合物获得。如下文更加详细地描述，现有技术在“甲烷馏除器优先”法和“乙烷馏除器优先”法之间存在区别。一般来说，这些方法包含首先通过至少部分地分离出其它组分而从烃混合物获得“第一”馏分，该第一馏分含有烃混合物中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或烃混合物中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分。
如果烃混合物先经过甲烷馏除器，该第一馏分含有烃混合物中所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分，换言之，已经将较轻的组分(甲烷和氢气(如果适用))分离出。相比之下，如果首先在乙烷馏除器将具有三个以上碳原子的烃类从这种类型的烃混合物中分离出，剩下了含有烃混合物中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分的第一馏分。
因此，根据本发明的方法既适合甲烷馏除器优先法又适合乙烷馏除器优先法并适合这些方法的相应变型(如通常已知的)，因为本文中表示为“第一馏分”，在这种情况下存在于分离过程(甲烷馏除器或乙烷馏除器)的下游的馏分在各个情况下含有原始烃混合物(裂解气或原煤气)中所含有的全部或主要部分的量的乙烷。如已经反复陈述的，如果使用含有不可忽略量的乙烷的新鲜充量，乙烷的该量会大大增加。
在甲烷馏除器优先法和乙烷馏除器优先法中，从所述第一馏分相继获得其它馏分。这些其它馏分可以是包含不同和/或统一链长和/或相同经验式和/或结构式的馏分。比如，这种类型的其它馏分的典型示例可以为乙烯和/或丁二烯和/或从这种类型的体系中提取出的和/或进料回至蒸汽裂化过程(循环馏分)中的不同和/或统一链长的多种烃的馏分。这种类型的循环馏分通常为从裂解气分离出的乙烷。
也如已经反复陈述的，当处理富含更多乙烯的新鲜充量时，就容量和分离过程而言，通常不建立形成用于对低乙烷新鲜充量进行处理的蒸汽裂化系统的一部分的分离系统以处理得到的烃混合物中较高含量的乙烯。
本发明提供了在将其它组分至少部分地从原始烃混合物中分离的过程中或者之后，换言之在形成第一馏分的过程中或者在形成第一馏分之后，特别是以甲烷馏除器的下游或者与乙烷馏除器同时或乙烷馏除器的下游的方式以使第一馏分中的乙烷含量降低至小于25％，还将含有乙烷的馏分分离出。该分离可以例如在相继获得其它馏分之前发生。如果该分离与在将其它组分至少部分地从原始烃混合物中分离的过程中发生，例如与这种类型的分离步骤同时发生，那么已经形成具有相应的降低乙烷含量的第一馏分；如果该分离发生在其下游，第一馏分的乙烷含量降低。以这种方式，第一馏分的乙烷含量可以例如适于当使用低-乙烷的新鲜充量时所获得的乙烷含量。当新鲜充量或充量改变时，除了本发明提供的措施，这使得可以以基本不变的方式操作该分离系统。
换言之，通过对含有乙烷的馏分进行根据本发明的分离，将第一馏分的乙烷含量降低至即使现有的分离系统也能够处理所述馏分的程度。根据本发明的方法使以相对简单且经济上有效地降低的方式增加乙烷含量成为可能，而不增加用来获得其它馏分的下游分离单元的容量(否则对处理增加量的乙烷有必要增加用来获得其它馏分的下游分离单元的容量)。
除了乙烷之外，含有乙烷的馏分可以含有其它组分，这取决于用于获得第一馏分所用的方法。以这种方式，如果采用甲烷馏除器优先的方法，含有乙烷的这种类型的馏分可以例如含有具有三个以上碳原子的烃类。含有乙烷的馏分还可以主要(在以上限定的含义内)由乙烷组成。
无论如何，在以上含义内，在具有两个碳原子的其它烃类中主要含有乙烷的馏分非常低，优选地没有主要含有乙烷的馏分。具有两个碳原子的这种类型的其它烃类是在下游的分离步骤中从第一馏分获得的。例如最多含有1.5％、1.0％、5000ppm、4000ppm或3000ppm的乙烯。
根据本发明的方法特别地包含规定用于实施该方法的分离系统中可接受的乙烷含量。当对低-乙烷的新鲜充量进行处理时通常出现的值还可以用于这种类型的规定。含有乙烷的馏分的量与其相适合的。因此，如所描述的，将第一馏分中的乙烷的量降低至下游的设备或分离单元中可以遵守的可容纳乙烷含量的程度。这例如也是小于20％、17％、15％、13％或10％的乙烷含量。
在将主要含有乙烷的馏分分离出以后，第一馏分中的乙烷含量可以以以下方式限定其总量或体积流，即本文中“可接受的”乙烷的量也取决于例如现存组分的相应液压限制。加氢装置，如附图中所示，也具有有限的最大通量，因此这里也不能超过最大可接受的乙烷的量(其限定各流的量或体积流)。
如所描述的，含有乙烷的馏分特别地还可以含有其它烃类，特别是痕量的乙烯和乙炔以及具有三个以上碳原子的可能的其它烃类。可以将这些从含有乙烷的馏分中分离出，这样的话，随后呈现出纯净的乙烷馏分或富含乙烷的馏分。
有利的是至少部分地通过蒸汽裂化对含有乙烷的馏分进行处理，这意味着将相应的乙烷作为循环流通过所采用的蒸汽裂化系统。
如上所述，根据本发明的方法对于甲烷馏除器-优先法和乙烷馏除器-优先法均适用。在甲烷馏除器-优先法中，如先前所述，为了从烃混合物获得第一馏分，将含有所述混合物中所含有的甲烷和氢气的主要部分的馏分分离出(换言之将C1减馏分分离出)。由此的第一馏分含有烃混合物中所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分。
根据本发明的方法还适合于所述的乙烷馏除器-优先法。在这种类型的方法中，在上游的原煤气压缩后，将烃混合物例如冷却至-15至-30℃的温度。将不可冷凝的组分和积累的冷凝物传送至乙烷馏除器，其中将C2减馏分从剩下的C3加馏分中分离出。在这种情况下，将C2减馏分表示为第一馏分。如所描述的，根据本发明，将含有乙烷的馏分从这里分离出来。然而，还可以与乙烷馏除器同时将其分离出来。通常将获得的C2减流经过C2加氢作用，其中乙炔与过量的氢反应。由于根据本发明此时已经将一些乙烷分离出，因此由于其绝对量其不会特别干扰该加氢处理。
随后将由于加氢作用而不含乙炔的C2减流进行冷却并部分冷凝直到一方面氢气和另一方面剩下的烃类(甲烷、乙烷和乙烯)基本上彼此分开。随后将得到的主要含有甲烷、乙烷和乙烯的冷凝物进料至甲烷塔，在甲烷塔中将C2烃类与甲烷分离。根据本发明，作为部分先前从这种类型的甲烷塔上游分离甲烷的结果，在这里还有少量的乙烷有待处理。
在所描述的甲烷塔中，得到了液态乙烷/乙烯的混合物，将其进料至C2分流器，在该C2分流器中将乙烷基本上与乙烯分离。根据本发明，由于部分地除去了乙烷，因此在这里还有少量有待处理。
这种类型的分离系统包含第一分离单元，建立该第一分离单元以通过至少部分地分离出其它组分而从烃混合物首先获得第一馏分，所述馏分含有烃混合物中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或烃混合物中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分。提供了其它分离单元，建立其它分离单元以从第一馏分相继获得其它馏分。根据本发明，该分离系统包含额外的分离单元，建立该分离单元以在将其它组分至少部分地从烃混合物中分离的过程中或之后分离出使第一馏分中的乙烷含量降低至小于25％的量的含有乙烷的馏分。以上详细描述了主要含有乙烷的第一馏分的性质。
额外的分离单元可以为蒸馏塔的形式，其优选地包括60至120，例如70至100，特别地80至90个托盘。该尺寸特别适合于甲烷馏除器-优先法。有利地采用的操作压力和操作温度是基于处理环境和各个分离序列的入口点。
有利地，建立这种类型的分离系统以实施如上所述的方法。
本发明还涉及包括至少一个裂化炉的蒸汽裂化系统，建立该蒸汽裂化系统来制备至少含有包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类的混合物。其包含至少一个如上所述的分离系统并以同样的方式得益于其优势。
特别地，本发明包含用于对蒸汽裂化系统进行改装的方法，建立该方法以专门处理一种以上低-乙烷的新鲜充量，以处理对含有不可忽略量的乙烷的一种以上新鲜充量。该蒸汽裂化系统装配有建立用于通过对采用新鲜充量或充量形成的炉料进行蒸汽裂化而获得至少含有包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类的烃混合物的分离单元。建立该分离单元还以便首先通过至少部分地分离出其它组分而从该烃混合物获得第一馏分，所述馏分含有烃混合物中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或烃混合物中所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分(换言之针对甲烷馏除器-优先法或乙烷馏除器-优先法)。蒸汽裂化系统还包含其它分离单元，建立其它分离单元以从第一馏分相继获得其它馏分。根据本发明的改装包含在其它分离单元的上游提供额外的分离单元，建立额外的分离单元以在将其它组分至少部分地从烃混合物分离的过程中或之后分离出使第一馏分中的乙烷含量降低至小于25％的量的含有乙烷的馏分。先前详细说明了这种类型的额外的分离单元的特征。
下面，参考附图相对于现有技术对发明进行描述。
附图说明
图1A示意性地示出了根据现有技术用于生产烃产物的方法的顺序。
图1B示意性地示出了根据现有技术用于生产烃产物的方法的顺序。
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施方式用于对烃混合物进行分离的方法的顺序。
图3示意性地示出了根据本发明的一个实施方式用于对烃混合物进行分离的方法的顺序.
图4示意性地示出了根据本发明的一个实施方式用于对烃混合物进行分离的方法的顺序。
图5示意性地示出了根据本发明的一个实施方式用于对烃混合物进行分离的方法的顺序。
附图中相应的元件提供相同的参考标记，且为了简洁起见对相应的元件仅描述一次。
具体实施方式
图1A以流程示意图的形式示出了根据现有技术用于通过蒸汽裂化以及随后将得到的裂化气分离成各种馏分来生产烃产物的方法的顺序。
该方法的中心部分是蒸汽裂化工艺10，其可以采用一个以上裂化炉11至13来进行。下面仅对裂化炉11的操作进行描述；其它裂化炉12和13可以以相应的方式进行操作。
裂化炉11装载有作为炉料的流A，其可以部分地为由系统外的来源提供的新鲜充量，且部分地为该方法本身获得的循环流。其它裂化炉12和13也可以填充相应的流。也可以将不同的流进料至不同的炉11至13中，可以将一股流在多个裂化炉之间划分，或者可以将多股子流合并成为例如作为流A供给至裂化炉11至13之一的组合流。
作为蒸汽裂化工艺10中的蒸汽裂化的结果，得到了原煤气流B，有时在该阶段也称为裂化气流。在处理工艺20的一系列处理步骤(未示出)中对原煤气流B进行处理，例如进行油淬火、预分馏、压缩、进一步冷却和干燥。
相继对相应地经过处理的流B、实际的裂化气C，以及由此在本发明的情况下进行分离的烃混合物进行分离工艺30。在相应的分离系统中实施该分离工艺30。得到多种馏分，并如上所述根据碳数或主要获得的烃类来表示。按照“甲烷馏除器-优先”原则操作图1A中所示的分离工艺30；按照“乙烷馏除器-优先”原则的另一个分离工艺如图1B所示。
在分离工艺30中，首先在第一分离单元31(甲烷馏除器)中将C1或C1减馏分(表示为参考标记C1)以气态形式从裂化气C分离出来，且如果先前没有除去氢气，则C1或C1减馏分还可进一步含有氢气。通常将这种馏分用作燃料气。这剩下了C2加馏分(参考标记C2+)，将C2加馏分转移至第二分离单元32(乙烷馏除器)。在本申请中，如果采用甲烷馏除器-优先法，则将C2加馏分表示为“第一馏分”。
在该第二分离单元32中，将C2馏分(参考标记C2)以气态形式从C2加馏分分离出来。C2加馏分例如可以经过加氢处理工艺41以将其中所含有的乙炔转化为乙烯。随后，在C2分离单元35(也称为C2分流器)中将C2馏分分离出来成为乙烯(参考标记C2H4)和乙烷(参考标记C2H6)。在一个以上裂化炉11至13中可以将该乙烷作为循环流D再次经过蒸汽裂化工艺10。在所示的示例中，将循环流D和E加入到流A中。也可以将循环流D和E以及流A传送至不同的裂化炉11至13中。
如所描述的，如果使用含有不可忽略量的乙烷的新鲜充量，裂化气C中乙烷的比例特别地增加。为专门用于低-乙烷的新鲜充量而建立的现有的系统中，所描述的分离单元并没有被配置为用于如此大量的乙烷。
在第二分离单元32中留下了液态C3加馏分(参考标记C3+)，并将C3加馏分传送至第三分离单元33(脱丙烷塔)中，在第三分离单元33中，将C3馏分(参考标记C3)从C3加馏分分离出来并例如经过进一步的加氢处理工艺42，从而将C3馏分中的甲基乙炔转化成丙烯。随后，在C3分离单元36中将C3馏分分离出去成为丙烯(参考标记C3H6)和丙烷(参考标记C3H8)。在一个以上裂化炉11至13中可以将该丙烷作为循环流E单独或与其它流一起再次经过蒸汽裂化工艺10。在第三分离单元33中留下了液态C4加馏分(参考标记C4+)并将C4加馏分传送至第四分离单元34(脱丁烷塔)中，在第四分离单元34中，将C4馏分(参考标记C4)从C4加馏分中分离出来。留下了液态C5加馏分(参考标记C5+)。
如果仅使用气态炉料，可能不会出现C3加、C4加或C5加烃类或出现非常少量的C3加、C4加或C5加烃类，这使得可以免除最后的分离单元。
更不用说，所有的所示烃类还可以经过合适的后处理步骤。例如，可以将1,3-丁二烯(如果获得)从C4烃流中分离出来。此外，可以采用额外的循环流，可以对其进行对循环流D和E进行的相类似的蒸汽裂化工艺10。
图1B以流程示意图的形式示出了根据现有技术用于通过蒸汽裂化生产烃类的另一种方法的顺序。在这种情况下，同样地，该方法的中心部分是蒸汽裂化工艺10，其可以采用一个以上裂化炉11至13来进行。与图1A的方法相对比，在这种情况下，按照“乙烷馏除器-优先”原则对裂化气C进行分离工艺30。
在这种情况下，在分离工艺30中，首先在第一分离单元37中将C2减馏分(参考标记C2-)以气态形式从裂化气C中分离出来，C2减馏分主要含有甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，且如果先前没有除去氢气，则C2减馏分还可能进一步含有氢气。在本申请中，如果采用乙烷馏除器-优先法，则将C2减馏分表示为“第一馏分”。
可以将C2减馏分作为整体进行加氢处理工艺43，从而将其中所含有的乙炔转化为乙烯。随后，在C2减分离单元38中将C1馏分从C2减馏分中分离出来，并如上进一步加以利用。这留下了C2馏分，如上在C2分离单元35中将C2馏分分离出来成为乙烯和乙烷。在这种情况下，同样地，在一个以上裂化炉11至13中可以将该乙烷作为循环流D再次进行蒸汽裂化工艺10。在这种情况下，同样地，在第一分离单元37中可以留下了液态C3加馏分，并在分离单元33至36中以及任选的加氢处理单元42中对其进行处理，如先前对图1的描述。
在这种情况下，同样地，裂化气中增加的乙烷的比例是不确定的，因为在专门用于低-乙烷的新鲜充量的系统中所描述的分离单元没有被配置为用于如此大量的乙烷。
特别是在制备裂化气C和/或所采用的分离工艺方面不同的多种其它替代方法对本领域技术人员来说例如从乌尔曼工业化学百科全书中的前述文章“乙烯”中是已知的。
图2示出了根据本发明的一个实施方式的当使用含有不可忽略量的乙烷的新鲜充量时用于解决裂化气中增加部分的乙烷这一问题的方法。
以流程示意图的方式说明图2所示的方法，且该方法基于按照甲烷馏除器-优先的原则图1A中所示的方法。为了说明根据所示实施方式的方法的普遍适用性，已经省略了用于生产裂化气C的工艺和装置。
然而，类似于通过图1A中的示例示出的方法，可以获得相应的裂化气C。特别地，这种类型的裂化气C来自于至少部分地装载有包含不可忽略量的乙烷的作为炉料的新鲜充量的一个以上裂化炉11至13。
如所描述的，如果仅使用气态炉料，可能不会出现C3加、C4加或C5加烃类或形成非常少量的C3加、C4加或C5加烃类，因此没有示出用于分离相应馏分的工艺和装置。如果确实出现了相应的烃类，在图2所示的方法中也可以提供这种类型的工艺和装置。
可以采用由一方面分离成具有四个以上碳原子的烃类以及另一方面分离成具有三个以下碳原子的烃类所产生的相应裂化气的馏分，而不是裂化气C。
根据本发明的一个实施方式，图2所示的方法特别是分离工艺30中采用的额外的分离单元51方面与图1A所示的方法不同。
在具有上述规定的特征的额外的分离单元51(例如蒸馏塔)中，将含有乙烷的液体馏分分离出来，但是此处所示的该类型的甲烷馏除器-优先法中仍然含有高沸点的组分，特别是C3加及更高级的烃类。如所陈述的，含量取决于炉料，且仅有的气态炉料含量相对较低。在图2中用参考标记R表示主要含有乙烷的馏分。
主要含有乙烷和较高沸点的组分的该馏分R在具有两个碳原子的其它烃类中也较低。随后将其转移至其它分离单元52，在其它分离单元52中将沸点较高的C3加组分和乙烷彼此分开。还将部分乙烷或部分相应的富含乙烷的馏分从先前所述的分离单元35(虚线所示)进料至分离单元52。结果，节约了能量并可以利用在任何情况下可用的分离单元52的分离能力。在通常为蒸馏塔的形式的分离单元52中，该乙烷馏分可以从分离单元35，特别是在顶部得到释放。此外，如虚线箭头所示，可以将其它乙烷进料至其中。
如先前采用流D所示，可以将在分离单元52中获得的乙烷馏分(例如相应的蒸馏塔的初馏物)与其它流一起提取出来，并进料回裂化工艺。
在分离单元51中获得的其它流(这里表示为C2)为在将主要含有乙烷(并包括C3加烃类)的馏分R分离出来以后留下的C2加馏分的部分，且通过分离可以将其它流调节至任何所需的乙烷含量。因此，当将相应的裂化系统从低乙烷的新鲜充量转化为富含(更多)乙烷的新鲜充量时，不需要改变设置在分离单元51下游的分离单元(如图1A所示)。
因此额外的分离单元51的功能部分地对应常规方法(参照图1A)的分离单元32的功能，但是在分离单元51中，将包括不可忽略比例的乙烷的C3加馏分(特别是反复提及的含有乙烷的馏分)而不是“纯净的”C3加馏分分离出来。分离单元52的功能也部分地对应常规方法的分离单元32的功能，但区别为在分离单元52中，将相对纯净的乙烷从C3加烃类中分离出来。在功能性方面，这为乙烷馏除器，其将存在于任何情况下。
图3为图2所示的方法的另一个可选的图。从图3可以看出，相应系统中的分离单元31、35、51和52以蒸馏塔的形式来实施。
图4再次对应于图2并示出了本发明的一个实施方式，其中按照“乙烷馏除器-优先”原则将烃混合物或裂解气C分离。如所描述的，这意味着，在其中设置的第一分离单元37中，含有裂化气C中所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分的馏分由裂化气C形成。
然而，当对富含(更多)乙烷的新鲜充量进行蒸汽裂化时，该C2减馏分具有如以前一样高的乙烷含量，且如果建立常规分离系统是用于对通过蒸汽裂化低乙烷新鲜充量而获得的裂化气进行分离，该乙烷含量可能无法容纳于该常规分离系统中。
这里仅示意性地示出了建立用于处理C3加烃类的分离单元33，但是分离单元33也可以与下游的设备一起存在。
同样地，因此首先在额外的分离单元53中将含有乙烷的馏分S从第一馏分中(在这种情况下从分离单元37下游的起初存在的C2减馏分中分离)分离出来，具体地使分离单元53下游剩余的C2减馏分中的乙烷含量降低至可容纳的水平，诸如至小于25％的量。与先前不同，在这种情况下含有乙烷的该馏分不含有任何显著量的较重的馏分，换言之C3加烃类。
如先前图1所示，将C2减馏分提供给分离单元38，其操作如图2B中相关所描述。然而，由于上游的分离单元53，其有必要处理更少量的乙烷。
优选地如图4所示设置加氢单元43(参见与图1不同的布置)，以使其仅有必要在额外的分离单元53的下游处理C2减流。
作为图4所示的将额外的分离单元53布置在分离单元37的下游的替代，也可以将其例如与分离单元37平行设置或将其设置在分离单元38的下游以对在那里产生的C2流进行处理。
图5示出了这些替代的第一个替代，具体地与分离单元37平行布置。详细示出了与额外的分离单元53一起的分离单元37。
在所示的示例中，分离单元37包括第一分离装置371和第二分离装置372(也称为双塔)。
将裂化气C提供给第一分离装置371。采用液体返回流371a对第一分离装置371进行操作。仍然基本上含有裂化气C的所有组分的底部产物沉淀在第一分离装置371的底部。将其提取为流371b并进料至第二分离装置372。在第一分离装置371的顶部，将初流371c提取出来，其为C2减流，尤其是通过返回流371a的量可以设置其中的乙烷含量。
在第二分离装置372中，得到了具有少量其它烃类或不含有其它烃类的C3加馏分形式的底部产物372a。在该第二分离装置372的上部区域，将流372b提取出来并作为液体返回流371a部分传送(在冷凝器中冷凝后，未示出)至第一分离装置371，且部分转移至如前所述的例如蒸馏塔形式的分离单元53。
如前所述，形成了分离单元53以分离出含有乙烷的馏分S。含有乙烷(且还可能含有C3加烃类的残留物)的馏分S为该分离单元53的底部产物。相比之下，将也含有具有三个碳原子的其它烃类以及乙烷(其没有沉淀在分离单元53的底部)的流53a从该分离单元的顶部提取出来。由此可以浆该流与初流371c一起在第一分离装置371的顶部提取出来。
合并的流53a和371c对应于如根据图4在分离单元53中获得的C2减流。

Claims (13)

1.一种用于对烃混合物(C)进行分离的方法，所述烃混合物(C)至少部分地通过蒸汽裂化(10)而获得且至少含有
包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类；
首先通过至少部分地分离出其它组分而从所述烃混合物(C)获得的第一馏分(C2+，C2-)，所述馏分含有所述烃混合物(C)中所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分；
从所述第一馏分(C2+，C2-)相继获得的其它馏分(C1，C2，C2H4，C3+，C2H6)，
其特征在于与从所述烃混合物(C)中至少部分地分离所述其它组分的同时或在从所述烃混合物(C)中至少部分地分离所述其它组分的下游进一步分离出使所述第一馏分(C2+，C2-)中的乙烷含量降低至小于25％的量的含有乙烷的馏分(R，S)，所述含有乙烷的馏分(R，S)含有少量具有两个碳原子的其它烃类或不含具有两个碳原子的其它烃类。
2.根据权利要求1所述的方法，包含当从所述第一馏分(C2+，C2-)获得所述其它馏分(C1，C2，C2H4，C3+，C2H6)时规定可以被容纳在用于实施所述方法的分离系统(30)中的最大可接受的乙烷含量，并使所述含有乙烷的馏分(R，S)的量与其相适应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过分离出所述含有乙烷的馏分(R，S)将所述第一馏分(C2+，C2-)中的所述乙烷含量降低至乙烷含量小于20％、小于17％、小于15％、小于13％或小于10％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含有乙烷的馏分含有小于1.5％、小于1.0％、小于5000ppm、小于4000ppm或小于3000ppm的乙烯。
5.根据权利要求4或5所述的方法，其中至少部分地通过蒸汽裂化(10)对所述含有乙烷的馏分(R，S)进行处理。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了从所述烃混合物(C)获得所述第一馏分(C2+)，将含有所述烃混合物(C)中先前所含有的甲烷和氢气的主要部分的馏分(C1-)分离出来以使所述第一馏分(C2)含有所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中为了从所述烃混合物(C)获得所述第一馏分(C2-)，将含有所述烃混合物(C)中先前所含有的具有三个以上碳原子的烃类的主要部分的馏分(C3+)分离出来以使所述第一馏分(C2)含有所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述烃混合物(C)或来源于所述烃混合物(C)的馏分(C2+)进行加氢处理。
9.一种分离系统(30)，建立所述分离系统(30)以对至少部分地通过蒸汽裂化(10)而获得的且至少含有包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类进行分离，所述分离系统(30)包含
第一分离单元(31，37)，建立所述第一分离单元(31，37)以首先通过至少部分地分离出其它组分而从所述烃混合物(C)获得第一馏分(C2+，C2-)，所述馏分含有所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分；和
其它分离单元(32，33，34，35，36)，建立所述其它分离单元(32，33，34，35，36)以从所述第一馏分(C2+，C2-)相继获得其它馏分(C1，C2，C2H4，C3+，C2H6),
其特征在于设置在在所述其它分离单元(32，33，34，35，36)上游的额外的分离单元(51，53)，建立所述额外的分离单元(51，53)以与所述第一分离单元(31，37)同时或在所述第一分离单元(31，37)的下游分离出使所述第一馏分中的乙烷含量降低至小于25％的量的含有乙烷的馏分(R，S)。
10.一种分离系统(30)，其中所述额外的分离单元(51，53)为包含60至120，例如70至100，特别是80至90个托盘的蒸馏塔的形式。
11.根据权利要求9或10所述的分离系统(30)，建立所述分离系统(30)以实施根据权利要求1至8中任一项的方法。
12.一种蒸汽裂化系统，包含至少一个裂化炉(11，12，13)，建立所述裂化炉(11，12，13)以用于制备至少含有包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类的烃混合物(C)，其特征在于所述蒸汽裂化系统还包含至少一个根据权利要求10或11的分离系统(30)。
13.一种用于对蒸汽裂化系统进行改装的方法，建立所述改装方法以处理液体炉料，以处理气体炉料，所述蒸汽裂化系统包含第一分离单元(31，37)，建立所述第一分离单元(31，37)以首先通过至少部分地分离出其它组分而从烃混合物(C)中获得第一馏分(C2+，C2-)，其中所述烃混合物(C)是通过对所述炉料进行蒸汽裂化(10)而获得的并至少含有包括乙烷和乙烯的具有一个、两个和三个碳原子的烃类，所述馏分含有所述烃混合物(C)中先前所含有的具有两个以上碳原子的烃类的主要部分或所述烃混合物(C)中所含有的具有两个以下碳原子的烃类的主要部分；且所述裂化系统包含其它分离单元(32，33，34，35，36)，建立所述其它分离单元(32，33，34，35，36)以从所述第一馏分(C2+，C2-)相继获得其它馏分(C1，C2，C2H4，C3+，C2H6),
其特征在于在所述其它单元(32，33，34，35，36)的上游提供额外的分离单元(51，53)，建立所述额外的分离单元(51，53)以与所述第一分离单元(31，37)的同时或在所述第一分离单元(31，37)的下游分离出使所述第一馏分中的乙烷含量降低至小于25％的量的含有乙烷的馏分(R，S)。
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