CZ20001966A3 - Způsob a zařízení k oddělování C2 nebo C2 plus uhlovodíků - Google Patents

Způsob a zařízení k oddělování C2 nebo C2 plus uhlovodíků Download PDF

Info

Publication number
CZ20001966A3
CZ20001966A3 CZ20001966A CZ20001966A CZ20001966A3 CZ 20001966 A3 CZ20001966 A3 CZ 20001966A3 CZ 20001966 A CZ20001966 A CZ 20001966A CZ 20001966 A CZ20001966 A CZ 20001966A CZ 20001966 A3 CZ20001966 A3 CZ 20001966A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
separation stage
gas stream
column
fraction
separation
Prior art date
Application number
CZ20001966A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ293649B6 (cs
Inventor
Heinz Bauer
Original Assignee
Linde Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde Aktiengesellschaft filed Critical Linde Aktiengesellschaft
Publication of CZ20001966A3 publication Critical patent/CZ20001966A3/cs
Publication of CZ293649B6 publication Critical patent/CZ293649B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/09—Purification; Separation; Use of additives by fractional condensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/08—Processes or apparatus using separation by rectification in a triple pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/70—Refluxing the column with a condensed part of the feed stream, i.e. fractionator top is stripped or self-rectified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/78—Refluxing the column with a liquid stream originating from an upstream or downstream fractionator column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/50—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using absorption, i.e. with selective solvents or lean oil, heavier CnHm and including generally a regeneration step for the solvent or lean oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/12—Refinery or petrochemical off-gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/62—Ethane or ethylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu na oddělování C2 nebo C2, uhlovodíků z proudu plynu obsahujícího lehké uhlovodíky a popřípadě složky vroucí snadněji než methan, při kterém se ochlazuje proud plynu, který je pod zvýšeným tlakem, částečně kondenzuje a v prvním oddělovacím stupni se rozděluje na kapalnou a plynnou frakci a kapalná frakce se ve druhém oddělovacím stupni rozkládá rektifikací na proud produktu obsahující v podstatě C2 nebo C2+ uhlovodíky a zbytkový proud plynu obsahující převážně snadněji vroucí složky, přičemž plynná frakce zbývající po částečné kondenzaci z prvního oddělovacího stupně se ve třetím oddělovacím stupni rozděluje rektifikačně na kapalnou a plynnou frakci a kapalná frakce se přivádí do druhého oddělovacího stupně jako zpětný tok.
Dále se vynález týká zařízení k provádění způsobu podle vynálezu s alespoň jedním výměníkem tepla pro ochlazování a částečnou kondenzaci proudu plynu, s oddělovacím zařízením pro oddělování částečně zkondenzované části proudu plynu a s rektifikační kolonou pro rozkládání Částečně zkondenzované části proudu plynu a se zpětnou promývací kolonou.
Dosavadní stav techniky • · · « « ··· ··· ·· » · · ·« ·« « · · · « · · · «· ··
Z EP-A O 185 253 je známý druhově podobný způsob získávání C2t nebo C3+ uhlovodíků ze směsí plynů, které obsahují v podstatě lehké uhlovodíky a případně vodík nebo dusík.
Způsob podle EP-A-0 185 253 umožňuje velmi rozsáhlé oddělení C2+ nebo C3+ uhlovodíků ve zpětné promývací koloně, jak je vidět zejména z obrázku 1 ve spojení s odpovídajícím popisem obrázku. Tento efekt byl proto v případě postupu na způsob EP-A-0 185 253 překvapivý, protože se dosáhlo kondenzace těžkých složek obsažených ještě v plynné frakci uvedením do styku s lehčí frakcí. Až dosud se oproti tomu používaly jako vymývací prostředky pro vymývání určitých uhlovodíků z plynu uhlovodíky, které jsou těžší než složky vymývané.
Způsoby tohoto typu, jak jsou popsány například ve shora uvedené EP-A-0 185 253, slouží především pro oddělování ethanu nebo propanu ze zemního plynu nebo jiných plynů, například odpadních plynů z rafinérií. Kromě toho se tyto způsoby hodí pro oddělování srovnatelných nenasycených uhlovodíků, jako například ethylenu nebo propylenu, pokud jsou tyto složky obsažené v rozkládaném proudu plynu, což může být případ shora uvedených odpadních plynů z rafinérií.
Způsob podle EP-A 0 185 253 nachází použití také v takzvané studené rozkládací části ethylenových zařízení.
Ethylen lze zásadně získávat v podstatě dvěmi rozdílnými cestami. Klasickou cestou se nejprve štěpný plyn podrobí oddělení v takzvaném frontovém koncovém demethanizéru
4 4 ·
4 4 ·
4 4 · ·
4 444 • 4 ·
444
4
444 44
4 4 4
44 a takto získaná C2+ frakce se následně rektifikačně rozděluje na C3+ (zbytkovou) frakci a C2 (produktovou) frakci. V případě druhé cesty se štěpný plyn nejprve podrobí oddělení C3+/C2. v tak zvaném frontovém koncovém deetanizéru. C2_ frakce, která stopově obsahuje ještě C3_ uhlovodíky, se následně přivádí k rektifikačnímu oddělení C^./Cj a zde se získává Cx_ (zbytková) frakce a také C2 (produktová) frakce.
Úkolem předloženého vynálezu je poskytnout zlepšené získávání C2 nebo C2+ frakce, tedy způsob a také zařízení na oddělováni C2 nebo C2+ uhlovodíků z proudu plynu obsahujícího lehké uhlovodíky a popřípadě složky vroucí snadněji než methan, při kterém se jednak sníží spotřeba energie oddělování Cx/C2 a jednak se zvýší výtěžnost C2 nebo C2+ uhlovodíků. Dále je předmětem předloženého vynálezu umožnění realizace způsobu podle vynálezu v rektifikačních kolonách, které jsou vytvořené z levnějších materiálů.
Podstata vynálezu
Toho se podle vynálezu dosáhne tím, že se kapalná frakce z třetího oddělovacího stupně zavádí jako zpětný tok do prvního rektifikačně působícího oddělovacího stupně.
Zařízení podle vynálezu se vyznačuje tím, že spodní oblast zpětné promývací kolony je spojená s horní oblastí oddělovacího zařízení k oddělování částečně zkondenzované části proudu plynu a oddělovací zařízení k oddělování částečně zkondenzované části proudu plynu je vytvořené jako i
stripovací kolona.
Na rozdíl od způsobu, případně zařízení, popisovaného v EP-A 0 185 253, se kapalná frakce ze zpětné promývací kolony nepřivádí do rektifikacní kolony, ale do první rektifikačně působící oddělovací kolony. Tak se může kapalná frakce ze zpětné promývací kolony stripovat v první oddělovací koloně, která nastupuje namísto odlučovače, proti vstupnímu plynu. To má za následek, že se sníží celkové množství lehkých složek, tedy CT. složek, přiváděných do rektifikacní kolony a tím se ulehčí oddělovací úloha v rektifikační koloně.
Přehled obrázků na výkresech
Způsob známý z EP-A 0 185 253 a také způsob oddělování C2 nebo C2+ uhlovodíků podle vynálezu a další jeho provedení budou blíže vysvětleny v následujícím pomocí obrázků 1 až 4 .
Na nich představuje:
obr. 1 způsob a zařízení podle EP-A 0 185 253, které náleží ke stavu techniky obr obr první formu provedení způsobu podle vynálezu, přičemž první oddělovací kolona nemá žádný vložený zpětný tok, druhou formu provedení způsobu podle vynálezu, přičemž první oddělovací kolona má vložený zpětný tok,
• · • ♦· « • Μ ·· obr. 4 třetí formu provedení způsobu podle vynálezu, přičemž funkce první a třetí oddělovací kolony jsou realizované ve společné oddělovací koloně.
Příklady provedení vynálezu
Vstupní proud plynu přiváděný na obrázku 1 potrubím 1, sestávající z lehkých uhlovodíků a popřípadě složek vroucích snadněji než methan, je již vhodným způsobem předběžně upravený pro nízkoteplotní rozklad, to znamená, že jsou oddělené zejména ty složky, které by podchlazením vyvolávaly usazeniny nebo by způsobovaly nežádoucí korozi. Tento proud plynu je pod zvýšeným tlakem, s výhodou 2,5 až 4,0 Mpa a vykazuje teplotu mezi teplotou okolí a - 50 °C,
Rozkládaný proud plynu se ochlazuje ve výměníku £1 tepla tak, že největší část oddělovaného a vyvíjených C2 a C2+ uhlovodíků kondenzuje. Částečně kondenzovaný proud se z výměníku El tepla přivádí potrubím 2 do odlučovače £) a zde se podrobuje oddělení fází.
Kapalná frakce případně kondenzát z odlučovače D se potrubím 2 přivádí do expanzního ventilu h , ve kterém expanduje a potrubím 3' se přivádí do rektifikační kolony T2 v její horní části.
V rektifikační koloně T2 se přivedená kapalná frakce z odlučovače D rozkládá na C2 nebo C2+ uhlovodíkovou frakci produktu a také na zbytkový proud plynu obsahující snadněji • * ·
t · · • · ♦ ·« ·« vroucí podíly. C2 nebo C2+ uhlovodíková frakce produktu se potrubím 17 odvádí z paty rektifikační kolony T2 a přivádí se do expanzního ventilu £, ve kterém expanduje a jako proud produktu se odvádí ze zařízení potrubím 17. Dílčí proud této C2 nebo C2+ uhlovodíkové frakce se odpařuje ve výměníku E3 tepla a přivádí se potrubím lfi opět do spodní oblasti rektifikační kolony T2.
Již zmiňovaný zbytkový proud plynu se odebírá potrubím 13 z hlavy rektifikační kolony T2 a přivádí se do výměníku El tepla. V něm se ochlazuje, částečně kondenzuje a následně se potrubím 14 přivádí do dalšího výměníku E2 tepla. V něm nastává další ochlazení a částečná kondenzace, před tím, než se přivede potrubím 15 do zpětné promývací kolony T3.
Do výměníku E2 tepla se přivádí také plynná frakce z hlavy kolony, odváděná potrubím 4 z odlučovače E, v něm se ochlazuje a částečně kondenzuje a následně se potrubím 5., ve kterém je uspořádán expanzní ventil £, přivádí do zpětné promývací kolony T3. Částečně zkondenzované složky s vyšší teplotou varu v obou posledně zmiňovaných proudech se odvádějí ze zpětné promývací kolony T3 potrubím £, pumpou E se stlačují na tlak rektifikační kolony T2 a přivádějí se do její hlavy potrubím 2 jako zpětný tok.
Ze zpětné promývací kolony 12 se může odvádět potrubím
1S. boční proud, ochlazovat se ve výměníku E2 tepla a částečně kondenzovat a následně dodávat potrubím 16 do zpětné promývací kolony T3 jako zpětný tok.
Na hlavě zpětné promývací kolony T3 se potrubím £ • 4 · • ··· • 4 ··♦ 4» • 4 444 • 4 · · • 4 4*
4*4
4 4 ·
4 4 4
4« odvádí proud plynu obsahující převážně methan a snadněji vroucí složky a ohřívá se ve výměníku E2 tepla. Ohřátý proud plynu se potom přivádí potrubím 2 do expanzní turbiny X, ve které se vyrábí potřebný špičkový chlad procesu. Ochlazený proud plynu se potrubím 10 přivádí opět do výměníku E2 tepla a v něm se ohřívá. Následně se potrubím 11 přivádí do výměníku El tepla, v něm se dále ohřívá proti ochlazovaným proudům procesu a potrubím 12 se z procesu popřípadě zařízení odevzdává například jako proud topného plynu.
Alternativně k jednostupňové nebo vícestupňové expanzi znázorněné na obrázcích 1 až 4 prostřednictvím jedné nebo několika turbin by se mohl proud plynu odváděný potrubím 2 ze zpětné promývací kolony T3 podrobit Joule-Thompsonově expanzi v expanzním ventilu, který není na obrázcích znázorněný.
Dále se může alternativně nebo dodatečně k expanzi prostřednictvím turbiny nebo Joule-Thompsonova efektu provádět externí příprava chladu.
Chlad potřebný ve výměníku El tepla na ochlazování a částečnou kondenzaci vstupního proudu plynu a také zbytkového proudu plynu z rektifikační kolony se připravuje až třemi vnějšími toky chladícího prostředku. Na obrázcích 1 až 3 a také 4 jsou znázorněné pro přehlednost vždy jen dva toky 12 a 22 chladícího prostředku, případně tři toky 12, 22 a 22 chladícího prostředku.
Dále je pro přehlednost na obrázku 1 znázorněný pouze jeden odlučovač β. Ve skutečnosti jsou však za sebou * · · · · ·· · · · ·
- 8 - ΐ *’· *··· · · · · ····· · · ·· ·· ·· zapojené dva nebo tři odlučovače, zřídka více, přičemž se frakce z pat jednotlivých odlučovačů přivádějí do rektifikační kolony T2. zatímco frakce z hlavy, nehledě na frakce z hlav třetího případně posledního odlučovače, se přivádějí vždy do následujícího odlučovače po proběhlém ochlazení a částečné kondenzaci.
Obrázek 2 ukazuje, jak již bylo zmíněno, první formu provedení způsobu podle vynálezu, přičemž první rektifikačně působící oddělovací zařízení TI, které je vytvořené jako stripovací kolona, nemá žádný vložený zpětný tok.
Pro jednoduchost se v následujícím objasňují pouze rozdíly mezi způsobem, který patří k dosavadnímu stavu techniky, jak je znázorněný na obrázku 1 a spolu s ním je objasněn, a způsobem podle vynálezu, který je znázorněný na obrázcích 2 až 4.
Rozkládaný proud plynu, který se ochlazuje a částečně kondenzuje ve výměníku El tepla, se přivádí potrubím 2. nyní pouze do prvního rektifikačně působícího oddělovacího zařízení TI, které je vytvořené jako stripovací kolona.
Jak odpovídá výhodnému provedení způsobu podle vynálezu, má ochlazený a částečně zkondenzovaný proud plynu, který je pod zvýšeným tlakem, před svým přivedením do stripovací kolony TI teplotu mezi -100 °C a -40 °C, s výhodou mezi -90 °C a -55 °C.
Zatímco se podle způsobu z obrázku 1 přivádí kapalná frakce, která se vyskytuje v patě zpětné promývací kolony
I 4 · · 444 4
4 4 4 · 44
LQ, přímo do rektifikacní kolony 12, odvádí se tato kapalná frakce pouze potrubím 6'. prostřednictvím pumpy P se stlačuje na tlak stripovací kolony TI a potrubím Zí se přivádí do její hlavové oblasti.
Tento způsob má následující výhody: Tím, že se stripuje resp. oddestilovává kapalná frakce z paty zpětné promývací kolony T3 ve stripovací koloně TI proti rozkládanému vstupnímu plynu, zmenšuje se celkové množství lehkých složek přiváděných do rektifikační kolony 12, tedy množství methanu a složek vroucích snadněji než methan. Tímto vedením procesu se usnadňuje úloha oddělování v rektifikační koloně T2.
Dále nastává ve stripovací koloně TI výhodná tepelná výměna, protože se kapalná frakce z paty zpětné promývací kolony Ti, která se dosud přiváděla na srovnatelně vysokou a tím nevhodnou teplotní hladinu v hlavě rektifikační kolony T2, kde je teplotní rozdíl mezi teplotou hlavy rektifikační kolony T2 a teplotou přiváděné kapalné frakce 36 °C, přivádí u způsobu podle vynálezu do stripovací kolony TI s daleko vhodnější teplotní hladinou, kde teplotní rozdíl mezi teplotou hlavy stripovací kolony a teplotou přiváděné kapalné frakce nyní obnáší již pouze 11°C. Způsob podle vynálezu tak umožňuje lepší využití špičkového chladu vyrobeného prostřednictvím expanzní turbiny X. Tím se může podstatně snížit spotřeba energie při oddělování Ci/C^.
Obrázek 3 ukazuje druhou formu provedení způsobu podle vynálezu, u které má stripovací kolona TI vložený zpětný tok. K tomu se potrubím 21 odvádí ze spodní oblasti stripovací kolony TI boční proud, ochlazuje se ve výměníku
Β 9 9 9 • 9 999 • 999 9 9 9 9 · 9 9 99 9
9 9999 9*99
999 99 99 «9 99 99
El tepla a částečně kondenzuje a následně se dodává potrubím 22 do stripovací kolony Tl jako vložený zpětný tok. Touto formou provedení způsobu podle vynálezu se zlepšuje oddělovací práce ve stripovací koloně Tl.
Další forma provedení způsobu podle vynálezu je znázorněná na obrázku 4. U tohoto provedení způsobu podle vynálezu jsou funkce první a třetí oddělovací kolony Tl a T3. jak jsou ukázané na obrázcích 2 a 3, realizované v jedné společné oddělovací koloně Tl/3. Takto se lze zbavit potrubí h_L a 7 spojující oddělovací kolony H a T3 a také pumpy £2, která je v nich uspořádaná. Potřebné je však nyní uspořádání pumpy P' v potrubích 2 a 3 spojujících oddělovací kolony Tl/3 a 12Principiálně může být oddělovací kolona Tl/3 znázorněná na obrázku 4, případně rektifikace, která se v ní koná, rozložená nejen do dvou samostatných oddělovacích kolon Tl a 22, jak je ukázáno na obrázcích 2 a 3, ale v závislosti na počtu vložených chladících odvodů 21, 6 a 16 i do více samostatných oddělovacích kolon.
Na obrázku 4 je na rozdíl od obrázků 1 až 3 znázorněný pouze jeden výměník El/2 tepla. Také zde platí, že se může navrhnout principiálně větší počet samostatných výměníků tepla.
Proud plynu obsahující převážně methan a snadněji vroucí složky odváděný potrubím 2 z hlavy oddělovací kolony
Tl/3 se po ohřátí ve výměníku El/2 tepla přivádí potrubím 2 do první expanzní turbiny Z a po novém ohřátí ve výměníku • · ··»
I · « · · ♦ ···· ··< t* *· ·· *· ·*
El/2 potrubím 9' do druhé expanzní turbiny X. přičemž se v těchto expanzních turbinách vyrábí špičkový chlad potřebný pro proces. Ochlazený proud plynu se následně přivádí potrubím 10 opět do výměníku El/2 tepla, v něm se ohřívá a potrubím 12 opouští zařízeni.
Protože se při způsobu podle vynálezu upouští od hluboce ochlazeného napájení kapalné frakce z paty zpětné promývací kolony T3 do rektífikační kolony 12/ může se rektifikační kolona T2 vyrábět z levnějších materiálů, tj . oceli pro nízké teploty namísto vysoce legované oceli.
Z následujících tabulek lze pro jeden konkrétní příklad provedení podle obrázku 3 seznat odpovídající složení, tlaky, teploty atd.
Zatímco teplota hlavy rektifikační kolony T2 u způsobu, který je znázorněný na obrázku 1, činí -58 °C, leží u způsobu podle vynálezu podle obrázku 3 na -34 °C. Toto umožňuje použití levnějších materiálů pro rektifikační kolonu 12, protože nad teplotou -40 °C se může namísto vysoce legované oceli použít ocel pro nízké teploty.
- 12 - • ftftft · · • · * ftft* ftft ftft • · · ftft ft • ft • ftft ft ft ftft ft • · ftft
potrubí 1 2 3 3' 4 5 6' 7' 8 9 10
H2 [mol-%] 44,3 44,3 1,9 2,0 68,9 68,9 1,5 1,5 75,0 75,0 75,0
CO[mol-%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0, 0 0,1 0,1 0,1
CH, [mol-%] 14,7 14,7 7,3 7,3 21,9 21,9 19,5 19,5 25,0 25,0 25,0
C2H4 [mol-%] 28,5 28,5 54,2 64,2 8,4 8,4 67,6 67,6 0,0 0,0 0,0
C2H6 [mol-%] 12,3 12,3 26,2 26,2 0,7 0,7 11,4 11,4 0,0 0,0 0,0
C3H6 [mol-%] 0,0 0,0 0,2 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
C3H8 [mol-%] 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
množství[kmol/h] 5593 5593 2870 2870 3531 3531 808 808 3303 3303 3303
teplota [°C] -40 -53 -55 -55 -85 -96 -97 -97 -135 -128 -164
tlak [Mpa] 3,44 3,43 3,43 3,14 3,41 3,40 3,13 3,41 3,10 3,09 0,46
potrubí 11 12 13 14 15 16 16' 17 17' 21 22
H2 [mol-%] 75,0 75,0 9,8 9,8 9,8 61,4 61,4 0,0 0,0 56,2 56,2
CO[mol-%] 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 0,1
CH, [mol-%] 25,0 25,0 36,0 36,0 36,0 38,4 38,4 0,0 0,0 19,2 19,2
C-H, [mol-%] 0,0 0,0 42,8 42,8 42,8 0,0 0,0 69,6 69,6 22,1 22,1
C2H6 [mol-%] 0,0 0,0 11,3 11,3 11,3 0,0 0,0 30,0 30,0 2,4 2,4
C3H6 [mol-%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0 0,3 0,3 0,0 0,0
C3H8 [mol-%] 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0
množství[kmol/h] 3303 3303 579 579 579 4077 4077 2291 2291 4357 4357
teplota[°C] -88 -43 -44 -53 -82 -125 -135 -5 -49 -61 -82
tlak [Mpa] 0,44 0,42 3,14 3,13 3,12 3,11 3,13 3,18 0,92 3,42 3,41
:1

Claims (8)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob oddělování C2 a C2t uhlovodíků z proudu plynu obsahujícího lehké uhlovodíky a popřípadě složky vroucí snadněji než methan, při kterém se ochlazuje proud plynu, který je pod zvýšeným tlakem, částečně kondenzuje a v prvním oddělovacím stupni se rozděluje na jednu kapalnou a jednu plynnou frakci a kapalná frakce se ve druhém oddělovacím stupni rozkládá rektifikaci na jeden produktový proud obsahující v podstatě C2 nebo C2+ uhlovodíky a jeden zbytkový proud plynu obsahující převážně snadněji vroucí složky, přičemž se plynná frakce z prvního oddělovacího stupně, zbývající po částečné kondenzaci, rozděluje ve třetím oddělovacím stupni rektifikačně na kapalnou a plynnou frakci a kapalná frakce se přivádí do druhého oddělovacího stupně jako zpětný tok, vyznačující se tím, že se posledně zmiňovaná kapalná frakce (6) prvního rektifikačně působícího oddělovacího stupně (TI) používá jako zpětný tok (7'} .
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynná frakce (4) zbývající po částečné kondenzaci z prvního oddělovacího stupně (TI) se před svým přivedením do třetího oddělovacího stupně (T3) ochlazuje a částečně kondenzuje (E2).
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se
  4. 4 · • ·
    4 · 44
    44 * ··
    4« «· tím, že se zbytkový proud plynu (13) z druhého oddělovacího stupně (T2) ochlazuje, částečně kondenzuje (El) a přivádí se do třetího oddělovacího stupně (T3).
    4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že se ochlazení plynné frakce (4) zbývající po částečné kondenzaci a/nebo zbytkového proudu plynu (13) provádí před přivedením do třetího oddělovacího stupně (T3) v nepřímé výměně (E2) tepla cizím chladem a/nebo ohřívanými procesními proudy, zejména v nepřímé výměně tepla se zbytkovým proudem plynu (8) třetího oddělovacího stupně (T3) expandovaným prostřednictvím ventilu nebo alespoň jedné turbiny (X, X').
  5. 5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se z prvního rektifikačně působícího oddělovacího stupně (TI) odvádí alespoň jeden dílčí proud (21) , ochlazuje se, částečně kondenzuje a přivádí se jako vložený zpětný tok (22) do prvního oddělovacího stupně (TI).
  6. 6. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že teplota ochlazeného částečně zkondenzovaného proudu (2) plynu, který se nachází pod zvýšeným tlakem, je před zavedením do prvního rektifikačně působícího oddělovacího stupně (TI) mezi -100 °C a -40 °C, s výhodou mezi -90 °C a -55 °C.
  7. 7. Zařízení na provádění způsobu podle některého z předcházejících nároků s alespoň jedním výměníkem tepla pro ochlazování a částečné kondenzování proudu plynu, s jedním oddělovacím zařízením pro oddělování částečně zkondenzované
    4·· 44
    44 ·4
    4 · 44 části proudu plynu a s jednou rektifikační kolonou pro rozklad částečně zkondenzované části proudu plynu a s jednou zpětnou promývací kolonou, vyznačující se tím, že spodní oblast zpětné promývací kolony (T3) je spojená s horní oblastí oddělovacího zařízení k oddělování částečně zkondenzované části proudu plynu a oddělovací zařízení k oddělování částečně zkondenzované části proudu plynu je vytvořené jako stripovací kolona (TI).
  8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že zpětná promývací kolona (T3) a stripovací kolona (TI) jsou vytvořené jako oddělovací kolona (Tl/3).
CZ20001966A 1997-11-27 1998-11-18 Způsob a zařízení k oddělování C2 nebo C2+ uhlovodíků CZ293649B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752703A DE19752703A1 (de) 1997-11-27 1997-11-27 Verfahren und Anlage zum Abtrennen von C2- oder C2+-Kohlenwasserstoffen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20001966A3 true CZ20001966A3 (cs) 2001-11-14
CZ293649B6 CZ293649B6 (cs) 2004-06-16

Family

ID=7850046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001966A CZ293649B6 (cs) 1997-11-27 1998-11-18 Způsob a zařízení k oddělování C2 nebo C2+ uhlovodíků

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP1032798B1 (cs)
AR (1) AR017619A1 (cs)
AU (1) AU1873999A (cs)
BR (1) BR9815067A (cs)
CZ (1) CZ293649B6 (cs)
DE (2) DE19752703A1 (cs)
ES (1) ES2207021T3 (cs)
HU (1) HUP0004406A3 (cs)
MY (1) MY119828A (cs)
NO (1) NO317974B1 (cs)
PL (1) PL191349B1 (cs)
TW (1) TW506969B (cs)
WO (1) WO1999028688A1 (cs)
ZA (1) ZA9810816B (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19752703A1 (de) * 1997-11-27 1999-06-02 Linde Ag Verfahren und Anlage zum Abtrennen von C2- oder C2+-Kohlenwasserstoffen
DE10221230A1 (de) * 2002-05-13 2003-12-04 Linde Ag Verfahren zur Abtrennung von C3+-Kohlenwasserstoffen aus einem zu verflüssigenden Kohlenwasserstoff-reichen Strom
EP2897928B1 (en) * 2012-09-20 2018-10-03 Lummus Technology LLC Butadiene extraction pre-absorber
US11156298B2 (en) 2016-08-11 2021-10-26 Pall Corporation Front-loading valve assembly for manifold for processing fluid sample

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT371919B (de) * 1980-09-11 1983-08-10 Linde Ag Verfahren zur anreicherung niedermolekularer olefine durch waschung
DE3511636A1 (de) * 1984-12-17 1986-07-10 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur gewinnung von c(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)- oder von c(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil abwaerts)+(pfeil abwaerts)-kohlenwasserstoffen
US4596588A (en) * 1985-04-12 1986-06-24 Gulsby Engineering Inc. Selected methods of reflux-hydrocarbon gas separation process
CA2107504A1 (en) * 1993-10-01 1995-04-02 William Stothers Thermodynamic separation
DE19752703A1 (de) * 1997-11-27 1999-06-02 Linde Ag Verfahren und Anlage zum Abtrennen von C2- oder C2+-Kohlenwasserstoffen

Also Published As

Publication number Publication date
AU1873999A (en) 1999-06-16
HUP0004406A3 (en) 2001-06-28
MY119828A (en) 2005-07-29
BR9815067A (pt) 2000-10-03
PL191349B1 (pl) 2006-05-31
PL340051A1 (en) 2001-01-15
AR017619A1 (es) 2001-09-12
ZA9810816B (en) 1999-07-02
DE59809509D1 (de) 2003-10-09
NO20002700D0 (no) 2000-05-26
EP1032798A1 (de) 2000-09-06
NO317974B1 (no) 2005-01-17
HUP0004406A2 (hu) 2001-04-28
NO20002700L (no) 2000-05-26
EP1032798B1 (de) 2003-09-03
ES2207021T3 (es) 2004-05-16
TW506969B (en) 2002-10-21
DE19752703A1 (de) 1999-06-02
WO1999028688A1 (de) 1999-06-10
CZ293649B6 (cs) 2004-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2529041C (en) Recovery and purification of ethylene
KR100338407B1 (ko) 올레핀을회수하기위한복합식응축-흡수방법
KR100338278B1 (ko) 개선된올레핀의회수방법
US4714487A (en) Process for recovery and purification of C3 -C4+ hydrocarbons using segregated phase separation and dephlegmation
US2940271A (en) Low temperature fractionation of natural gas components
US11629108B2 (en) Method for recovering a stream of C2+ hydrocarbons in a residual refinery gas and associated installation
JPH03505913A (ja) ガス混合物の低温分離法
US6308532B1 (en) System and process for the recovery of propylene and ethylene from refinery offgases
NO175803B (no) Fremgangsmåte for behandling av naturgass
JPS5829924B2 (ja) 脱メタンカラム頂部流出物からのｃ↓２炭化水素類の回収方法
CA1250223A (en) Process for obtaining c in2 xx or c in3 xx hydrocarbons
WO2020047056A1 (en) Gas subcooled process conversion to recycle split vapor
AU625726B2 (en) Separation of gas and oil mixtures
EP0023838B1 (en) Separation of gas mixtures
CN106715368A (zh) 从丙烯装置增加乙烯和丙烯产量的方法
NO173934B (no) Fremgangsmaate for separering av c2+- eller av c3+- eller av c4-hydrocarboner fra en gassblanding
KR20000006459A (ko) 일산화탄소의제조방법
US3320754A (en) Demethanization in ethylene recovery with condensed methane used as reflux and heat exchange medium
EP3036029B1 (en) Method for improving efficiency of sponge oil absorption
EP0134243B1 (en) Apparatus and method for recovering light hydrocarbons from hydrogen containing gases
WO1997015795A1 (en) Rectified reflux deethanizer
CZ20001966A3 (cs) Způsob a zařízení k oddělování C2 nebo C2 plus uhlovodíků
GB2378955A (en) Process for dehydrating and stripping natural gas using methanol
US4336045A (en) Acetylene removal in ethylene and hydrogen separation and recovery process
US4664687A (en) Process for the separation of C2+, C3+ or C4+ hydrocarbons

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20061118