DE102005024106A1 - Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung eines kohlenwasserstoffhaltigen Stoffstromes - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrstufigen Tieftemperaturzerlegung eines aus einer Dehydrierung kommenden, im Wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden Einsatzstoffstromes (1), wobei eine bei der Zerlegung des Einsatzstoffstromes abgetrennte wasserstoff(H¶2¶)-reiche, kohlenwasserstoff(KWSt)-haltige Gasfraktion (Recyclegas) (33) einem zum Zwecke der Bereitstellung von Kälte durch die Tieftemperaturzerlegung geführten KWSt-reichen Flüssigeinsatz zum Dehydrierreaktor (37, 38) beigemischt, gemeinsam mit diesem gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und als sog. kombinierter Stoffstrom (40) zur Dehydrierung geführt wird, während eine andere H¶2¶-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (27) sowie eine bei der Zerlegung des Einsatzstoffstromes abgetrennte KWSt-reiche, H¶2¶-haltige Flüssgfraktion (18) nach vorheriger Anwärmung als Produkte an der Anlagegrenze abgegeben werden und eine weitere H¶2¶-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion nach vorheriger Anwärmung als sog. Flashgas (15) in den Einsatzstoffstrom zurückgeführt wird. Durch eine Zwischenentspannung (a) wird die H¶2¶-Konzentration im Flüssigprodukt (18), bei gleichzeitiger Einhaltung der Spezifikationen der übrigen Stoffströme, verringert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrstufigen Tieftemperaturzerlegung eines aus einer Dehydrierung kommenden, im Wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden Einsatzstoffstromes, wobei eine bei der Zerlegung des Einsatzstoffstromes abgetrennte wasserstoff(H2)-reiche, kohlenwasserstoff(KWSt)-haltige Gasfraktion (Recyclegas) einem zum Zwecke der Bereitstellung von Kälte durch die Tieftemperaturzerlegung geführten KWSt-reichen Flüssigeinsatz zum Dehydrierreaktor beigemischt, gemeinsam mit diesem gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und als sog. kombinierter Stoffstrom zur Dehydrierung geführt wird, während eine andere H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion sowie eine bei der Zerlegung des Einsatzstoffstromes abgetrennte KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion nach vorheriger Anwärmung als Produkte an der Anlagengrenze abgegeben werden und eine weitere H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion nach vorheriger Anwärmung als sog. Flashgas in den Einsatzstoffstrom zurückgeführt wird.
  • Alkene wie Propylen und Isobuten wurden bis vor einigen Jahrzehnten hauptsächlich als Nebenprodukte in Prozessen wie z. B. der Ethylenproduktion im Steam Cracker erzeugt. Hierbei können bestimmte Alken/Ethylen-Verhältnisse jedoch nicht überschritten werden. Für Propylen liegt dieser Grenzwert beispielsweise bei ca. 0,65. Da sich seit einigen Jahrzehnten der Markt z. B. für Propylen stärker als der Ethylenmarkt entwickelt, mussten, um den steigenden Bedarf decken zu können, neue Methoden zur großtechnischen Produktion dieses Stoffes gefunden werden. Neben der Alkengewinnung aus Raffineriecrackgas hat sich als bedeutendes Verfahren die Dehydrierung, d. h. die Abspaltung von Wasserstoff herausgebildet, bei der auf wirtschaftliche Weise z. B. aus Propan Propen und aus Isobutan Isobuten erzeugt wird.
  • In letzter Zeit wurden mehrere Verfahren für die industrielle Dehydrierung leichter Alkane entwickelt und teilweise großtechnisch umgesetzt. Bei einigen dieser Verfahren, wie z. B. dem Olflex-Prozess von UOP, wird dem Dehydriereinsatz Wasserstoff zugemischt, um die Rußbildung im Dehydrierreaktor zu unterdrücken. Wie sich gezeigt hat, gelingt eine solche Unterdrückung umso besser, je höher der Wasserstoffanteil und je niedriger der Gehalt an Olefinen in dem kombinierten Stoffstrom ist, der dem Dehydrierreaktor zugeführten wird. Zusätzliche Stoffe, wie z. B. Methan, stellen nur einen unnötigen Ballast dar, der sowohl die Kapazität des Verfahrens einschränkt als auch dessen Wirtschaftlichkeit verschlechtert. Im Falle des Olfex-Prozesses wird der aus dem Dehydrierreaktor kommende Stoffstrom als Einsatz einer Tieftemperaturzerlegung zugeführt, in der Wasserstoff und Methan von den schwereren Kohlenwasserstoffen abgetrennt werden. Die im Einsatzstoffstrom enthaltene Wasserstoffmenge ist groß genug, um alleine mit ihr den Dehydriereinsatz ausreichend verdünnen zu können.
  • Der in der Tieftemperaturzerlegung gewonnene kohlenwasserstoffreiche Produktstrom (Flüssigprodukt) besteht zum größten Teil aus Alkanen und Olefinen, weist aber auch einen geringen Gehalt an Wasserstoff auf. Dieser Wasserstoff verringert die Ausbeute und damit die Wirtschaftlichkeit des Dehydrierprozesses, dessen Ziel die Gewinnung von Olefinen ist, da er einen Teil der Olefine durch Hydrierung in Alkane umwandelt. Aus diesem Grund wird angestrebt, die Wasserstoffkonzentration im Flüssigprodukt so gering wie möglich zu machen.
  • Aus den Patentschriften EP 0840079 und US 6333445 sind gattungsgemäße Verfahren zur mehrstufigen Tieftemperaturzerlegung eines aus einer Dehydrierung kommenden, im Wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden Einsatzstoffstromes bekannt. Bei beiden Verfahren wird die nach der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung anfallende KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion entspannt und einer Phasentrennung zugeführt. Die hierbei gewonnenen Fraktionen werden zur Anlagengrenze geführt und als Flashgas bzw. Flüssigprodukt weitergeleitet.
  • Die Anforderungen an die Reinheiten der Stoffströme, insbesondere an die Wasserstoffreinheit des Flüssigproduktes, sind heute allerdings so hoch, dass sie mittels der oben genannten Verfahren nicht oder nur mit großem Aufwand (technischer und finanzieller Art) realisiert werden können. Darüber hinaus würde eine Reduzierung des Wasserstoffgehaltes im Flüssigprodukt zu einer unerwünschten Vergrößerung der Flashgasmenge führen, da der zusätzlich abgetrennte Wasserstoff zum größten Teil in das Flashgas gehen würde.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass auf wirtschaftliche Weise und mit geringem technischen Aufwand der Wasserstoffgehalt im Flüssigprodukt reduziert und die Spezifikationen des Gasproduktes und des Recyclegases eingehalten werden, ohne die maximal zulässige Menge an Flashgas zu überschreiten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine in der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung anfallende KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion einer Zwischenentspannung mit anschließender Phasentrennung unterzogen und die hierbei gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion zumindest teilweise gemeinsam mit einem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom mit wenigstens gleich hohem H2-Gehalt weitergeleitet wird, welcher in der Folge einen Teil des gasförmigen Produktes und/oder des Recyclegases bildet, während die ebenfalls durch die Zwischenentspannung gewonnene KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion zu einer weiteren Stufe der Tieftemperaturzerlegung weitergeführt wird, in welcher durch Phasentrennung Flashgas und Flüssigprodukt erzeugt werden.
  • Die Abkühlung der aufgrund der Zwischenentspannung gewonnenen H2-reichen, KWSt-haltigen Gasfraktion wird zweckmäßigerweise durch Zumischung zu dem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom oder in einem Wärmetauscher gegen anzuwärmende Verfahrensströme erreicht.
  • Um eine Abreicherung an KWSt zu erreichen, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Abkühlung der H2-reichen, KWSt-haltigen Gasfraktion bis zum Eintritt einer Teilkondensation durchgeführt wird, infolge der ein Gemisch aus einer Gas- und einer Flüssigfraktion entsteht. Dieses Phasengemisch wird anschließend alleine oder gemeinsam mit dem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom, dem es zugemischt wird, einer Phasentrennung unterzogen. Die dabei gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion wird als Teil des gasförmigen Produktstroms oder/und des Recyclegases weitergeführt. Sofern es die Reinheitsanforderungen zulassen, wird zweckmäßigerweise der H2-reiche, KWSt-haltige Stoffstrom ohne vorherige Teilkondensation und Phasentrennung dem gasförmigen Produktstrom oder/und dem Recyclegas beigemischt.
  • In den in den Patentschriften EP 0840079 und US 6333445 beschriebenen Verfahren wird in der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung aus dem Einsatzstoffstrom eine H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion abgetrennt, in einem Wärmetauscher gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt, teilkondensiert und einer Phasentrennung zugeführt, wobei eine KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion abgetrennt wird, die nach Entspannung und Abtrennung des Flashgases einen Teil des Flüssigproduktes bildet. Das erfindungsgemäße Verfahren weiterbildend, wird vorgeschlagen, dass diese KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion einer zweiten Zwischenentspannung mit anschließender Phasentrennung unterzogen wird. Die dabei gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion wird entspannt und einem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom zugemischt, welcher in der Folge zumindest einen Teil des gasförmigen Produktes und/oder des Recyclegases bildet.
  • Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass alle innerhalb der Tieftemperaturzerlegung aus der in der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung anfallenden H2-reichen, KWSt-haltigen Gasfraktion gewonnenen KWSt-reichen, H2-haltigen Flüssigfraktionen entspannt, zumindest teilweise in einem Wärmetauscher gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und bevorzugt in das bei der ersten Zwischenentspannung gebildete Phasengemisch und/oder in den Abscheider, in welchem durch Phasentrennung Flashgas und Flüssigprodukt erzeugt werden, eingeleitet werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der ersten und/oder der zweiten Zwischenentspannung nur ein Teilstrom der im jeweils unmittelbar vorangegangenen Verfahrensschritt abgetrennten KWSt-reichen, H2-haltigen Flüssigfraktion zugeführt wird.
  • Die erste Zwischenentspannung wird zweckmäßig so durchgeführt, dass das Druckniveau im nachfolgenden Abscheider ausreicht, um die dort abgeschiedene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion ohne zusätzliche Verdichtung weiterzuführen. Darüber hinaus wird das Druckniveau so gewählt, dass die Summe der Heizflächen der in der Tieftemperaturzerlegung eingesetzten Wärmetauscher sowie der H2-Gehalt im Flüssigprodukt minimiert werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zumindest ein Teil der für den Prozess benötigten Kälte durch kälteleistende Entspannung eines oder mehrere gasförmiger Verfahrensströme in Entspannungsturbinen gewonnen wird, wobei die anfallende Entspannungsturbinenleistung über Generatoren in elektrische Leistung umgesetzt oder/und über eine Turbinen/Verdichter-Schaltung zur Rückverdichtung des Flashgases genutzt wird.
  • Im Einsatzstoffstrom zur Tieftemperaturzerlegung sind u. U. Spuren von Komponenten enthalten die bei tiefen Temperaturen zu einer Feststoffbildung und damit zu einer Verlegung der Anlage führen können. Um eine solche Verlegung zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein kleiner Teil des Flüssigprodukts oder des Flüssigeinsatzes zum Dehydrierreaktor in den Einsatzstoffstrom eingespritzt wird, wodurch sich die Löslichkeit der problematischen Komponenten erhöht und die Gefahr einer Verlegung der Anlage erheblich verringert wird.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie weitere Ausgestaltungen desselben seien anhand der in den 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
  • In den Figuren kennzeichnen gleiche Symbole gleiche Komponenten und Verfahrensströme. Nicht in den Figuren dargestellt sind die Dehydrierung sowie Verdichtungs- und gegebenenfalls vorzusehende Vorbehandlungsschritte für den Einsatzstoffstrom.
  • Die 1 zeigt ein Verfahren zur mehrstufigen Tieftemperaturzerlegung eines aus einer Propan-Dehydrierung (nicht dargestellt) kommenden, im Wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden Einsatzstoffstromes. Über Leitung 1 wird der gasförmige und verdichtete Einsatzstoffstrom in die Tieftemperaturzerlegung bzw. den Wärmetauscher E01 geführt, dort gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt und dadurch teilweise kondensiert. Über Leitung 2 wird das aus Gas und Flüssigkeit bestehende Phasengemisch aus E01 abgezogen und dem Abscheider D01 zugeleitet, wo eine Trennung des Phasengemisches in eine erste H2-reiche, KWSt-haltige Gas- und eine erste KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion stattfindet. Die erste H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion wird über Leitung 3 dem Wärmetauscher E03 zugeleitet, dort gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt und teilkondensiert.
  • Die erste KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion wird über Leitung 4 aus D01 abgezogen, über das Drosselorgan a zwischenentspannt und zum Abscheider D10 geleitet. Das bei der Zwischenentspannung gebildete Phasengemisch wird in D10 in eine zweite H2-reiche, KWSt-haltige Gas- und eine zweite KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion aufgetrennt.
  • Durch die Abkühlung der ersten H2-reichen, KWSt-haltigen Gasfraktion wird ein Phasengemisch gebildet, das aus E03 abgezogen, über Leitung 5 dem Abscheider D02 zugeleitet und dort in eine dritte H2-reiche, KWSt-haltige Gas- und eine dritte KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion aufgetrennt wird.
  • Die über Leitung 6 aus D02 abgezogene KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion wird in die zwei Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. Über das Regelventil b wird Teilstrom 7 zum Wärmetauscher E03 geleitet, dort gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und über Leitung 9 wieder abgezogen, während Teilstrom 8 über das einstellbare Drosselorgan c entspannt wird. Die Größe des Teilstroms 7, die über das Regelventil b eingestellt werden kann, richtet sich nach dem Kältebedarf des Wärmetauschers E03.
  • Die zweite KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion wird über Leitung 11 aus D10 abgezogen und über das Drosselorgan d entspannt. Das dabei entstehende Phasengemisch wird mit den Phasengemischen aus den Leitungen 8 und 9 und dem noch näher zu beschreibenden Phasengemisch aus Leitung 12 vereinigt und über Leitung 13 dem Abscheider D05 zugeleitet.
  • In D05 wird eine vierte H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion abgetrennt, über Leitung 14 abgezogen, über das Drosselorgan e entspannt und zum Wärmetauscher E02 geleitet. In E02 wird die Gasfraktion gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und über Leitung 15 als sog. Flashgas zurück in den Einsatzstoffstrom geführt. Der Druck in D05 wird so gewählt, dass die maximal zulässige Flashgasmenge an der Anlagengrenze nicht überschritten wird.
  • Die in D05 ebenfalls abgetrennte vierte Flüssigfraktion wird über Leitung 16 abgezogen und erfährt durch die Pumpe P01 eine Druckerhöhung. Über Leitung 17 gelangt die Flüssigfraktion zum Wärmetauscher E02, wird dort gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und über Leitung 18 als Flüssigprodukt aus der Tieftemperaturzerlegung geführt. Ein Teilstrom 19, dessen Größe, die abhängig ist von den benötigten Kältemengen in den Wärmetauschern E01 und E02, über das Regelorgan f eingestellt werden kann, wird von der Flüssigfraktion in Leitung 17 abgezweigt, dem Wärmetauscher E01 zugeleitet, dort gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und über Leitung 20 wieder dem Flüssigprodukt in Leitung 18 beigemischt.
  • Um die Löslichkeit für Spurenkomponenten zu erhöhen, die bei den im Prozess auftretenden tiefen Temperaturen zur Bildung von Feststoffen führen können, wird ein kleiner Teil des Flüssigproduktes über Leitung 21 und das Regelventil g in den Einsatzstoffstrom 1 eingeleitet.
  • Die dritte H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion wird über Leitung 22 aus D02 abgezogen, der Entspannungsturbine X01 zugeleitet und kälteleistend entspannt, wodurch sich ein Phasengemisch bildet. Über Leitung 23 wird das Phasengemisch zum Abscheider D03 geleitet und dort in eine fünfte H2-reiche, KWSt-haltige Gas- und eine fünfte KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion zerlegt.
  • Die fünfte H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion, die die Spezifikation des gasförmigen Produktes erfüllt, wird über Leitung 24 aus D03 abgezogen und in die beiden Teilströme 25 und 28 aufgeteilt. Der Teilstrom 25 wird nacheinander in den Wärmetauschern E03 und E02, zu denen er über die Leitungen 25 und 26 gelangt, gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und über Leitung 27 als gasförmiger Produktstrom aus der Anlage abgezogen. Teilstrom 28, dessen Größe sich nach dem geforderten H2/KWSt-Verhältnis im später zu beschreibenden kombinierten Stoffstrom 40 richtet, wird der Entspannungsturbine X02 zugeleitet, wo er kälteleistend entspannt wird. Das bei der Entspannung gebildete zweiphasige Gemisch wird über Leitung 29 weitergeführt.
  • Die zweite H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion wird über Leitung 30 aus D10 abgezogen, über das Drosselorgan h entspannt und in das über Leitung 29 aus der Entspannungsturbine X02 abströmende Phasengemisch geleitet, wodurch es abgekühlt und teilweise kondensiert wird.
  • Die fünfte KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion wird über Leitung 31 aus dem Abscheider D03 abgezogen und über das Drosselorgan i entspannt. Das dabei entstehende Phasengemisch wird anschließend ebenfalls in das über Leitung 29 aus der Entspannungsturbine X02 abströmende Phasengemisch geleitet.
  • Das aus den drei Stoffströmen 29, 30 und 31 gebildete Phasengemisch wird über Leitung 32 dem Abscheider D04 zugeführt und dort in eine sechste H2-reiche, KWSt-haltige Gas- und eine sechste KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion getrennt. Da sie die gestellten Reinheitsanforderungen erfüllt, wird die Gasfraktion als sog. Recyclegas über Leitung 33 aus D04 zum Wärmetauscher E03 geführt, während die Flüssigfraktion über Leitung 12 abgezogen, im Drosselorgan j entspannt und mit den Stoffströmen 8, 9 und 11 zum Stoffstrom 13 vereinigt und dem Abscheider D05 zugeführt wird.
  • Der Flüssigeinsatz zur Propan-Dehydrierung wird von der Anlagengrenze über Leitung 34 in die Zerlegungseinheit bzw. in den Wärmetauscher E02 eingeleitet, dort gegen anzuwärmende Verfahrensströme unterkühlt, über Leitung 35 aus E02 abgezogen und in die beiden Teilströme 36 und 37 aufgeteilt. Teilstrom 36 wird dem Wärmetauscher E03 zugeleitet und dort gegen anzuwärmende Verfahrensströme weiter abgekühlt, bevor er über Leitung 38 weitergeleitet, im Drosselorgan k entspannt und schließlich dem Recyclegasstrom in Leitung 33 zugemischt wird. Der auf diese Weise gebildete Stoffstrom wird in E03 gegen abzukühlende Verfahrensströme verdampft, angewärmt und über Leitung 39 weitergeführt. Vor seinem Eintritt in den Wärmetauscher E01 wird er mit dem über das Drosselorgan 1 entspannten Teilstrom 37 des Flüssigeinsatzes gemischt. Nachdem er in E01 gegen den abzukühlenden Einsatz 1 verdampft und angewärmt wurde, wird er als sog. kombinierter Strom über Leitung 40 zum als Einsatz zur Propan-Dehydrierung geführt.
  • In 2 ist ein weiteres Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung eines aus einer Propan-Dehydrierung kommenden, im Wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden Einsatzstoffstromes schematisch dargestellt, das weitgehend identisch ist mit dem in 1 gezeigten Verfahren. Im Folgenden sei lediglich auf die Unterschiede der beiden Verfahrensweisen eingegangen.
  • Der aus den beiden Teilströme 7 und 8, bei denen es sich um ein KWSt-reiches, H2-haltiges Phasengemisch handelt, werden nicht mit den beiden Stoffströmen 11 und 12 vereinigt, sondern mit dem ersten, aufgrund der Zwischenentspannung a aus der KWSt-reichen, H2-haltigen Flüssigfraktion 4 gebildeten Phasengemisch. Der Gesamtstrom 4' wird anschließend dem Abscheider D10 zugeführt und dort in eine zweite H2-reiche, KWSt-haltige Gas- und eine zweite KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion aufgetrennt.
  • Die zweite H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion wird über Leitung 30 aus D10 abgezogen und im Wärmetauscher E03 gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt und dabei teilweise kondensiert. Nach einer Entspannung im Drosselorgan h', gelangt sie schließlich über Leitung 30' zur Leitung 29, wo sie mit dem aus der Entspannungsturbine X02 abströmenden Phasengemisch und dem Phasengemisch aus Leitung 31 gemischt und über Leitung 32 dem Abscheider D04 zugeleitet wird.
  • Das in 3 schematisch dargestellte Verfahren unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Verfahren durch das Vorhandensein eines weiteren Zwischenentspannungsschrittes. Aus dem Abscheider D02 wird die KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion über Leitung 6 abgezogen, über das Drosselorgan m zwischenentspannt und dem Abscheider D11 zugeführt. Die Flüssigfraktion aus D11 wird über Leitung 6' abgezogen und in die beiden Teilströme 7 und 8 aufgetrennt. Die H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion aus D11 wird im Drosselorgan n entspannt, über Leitung 41 weitergeführt und mit den drei Stoffströmen 29, 30 und 31 zum Gesamtstrom 32 vereinigt, wobei er aufgrund der dort herrschenden tiefen Temperaturen teilweise kondensiert. Der Gesamtstrom 32 wird im Folgenden zum Abscheider D04 geführt und dort in eine KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion und das H2-reiche Recyclegas getrennt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur mehrstufigen Tieftemperaturzerlegung eines aus einer Dehydrierung kommenden, im Wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden Einsatzstoffstromes, wobei eine bei der Zerlegung des Einsatzstoffstromes abgetrennte wasserstoff(H2)-reiche, kohlenwasserstoff(KWSt)-haltige Gasfraktion (Recyclegas) einem zum Zwecke der Bereitstellung von Kälte durch die Tieftemperaturzerlegung geführten KWSt-reichen Flüssigeinsatz zum Dehydrierreaktor beigemischt, gemeinsam mit diesem gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und als sog. kombinierter Stoffstrom zur Dehydrierung geführt wird, während eine andere H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion sowie eine bei der Zerlegung des Einsatzstoffstromes abgetrennte KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion nach vorheriger Anwärmung als Produkte an der Anlagengrenze abgegeben werden und eine weitere H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion nach vorheriger Anwärmung als sog. Flashgas in den Einsatzstoffstrom zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung anfallende KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion (4) einer Zwischenentspannung (a) mit anschließender Phasentrennung (D10) unterzogen und die hierbei gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (30) zumindest teilweise gemeinsam mit einem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom (23, 29) mit wenigstens gleich hohem H2-Gehalt weitergeleitet wird, welcher in der Folge einen Teil des gasförmigen Produktes (27) oder/und des Recyclegases (33) bildet, während die ebenfalls durch die Zwischenentspannung gewonnene KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion (11) entspannt (d) und zu einer weiteren Stufe der Tieftemperaturzerlegung (D05) weitergeführt wird, in welcher durch Phasentrennung Flashgas (14) und das flüssige Produkt (18) erzeugt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Zwischenentspannung gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (30) durch Zumischung zu dem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom (23, 29) abgekühlt wird, wobei ein Teil der enthaltenen KWSt auskondensiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Zwischenentspannung gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (30) in einem Wärmetauscher (E03) gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt wird, wobei ein Teil der enthaltenen KWSt auskondensiert.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine in der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung aus dem Einsatzstoffstrom abgetrennte H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (3) in einem Wärmetauscher (E03) gegen anzuwärmende Verfahrensströme abgekühlt, teilkondensiert und einer Phasentrennung (D02) zugeführt wird, und die dabei abgeschiedene KWSt-reiche, H2-haltige Flüssigfraktion (6) einer weiteren Zwischenentspannung (m) mit anschließender Phasentrennung (D11) unterzogen wird, wobei die dabei gewonnene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (41) einem kalten H2-reichen, KWSt-haltigen Stoffstrom (23, 29) zugemischt wird, welcher in der Folge zumindest einen Teil des gasförmigen Produktes (27) oder/und des Recyclegases (33) bildet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten (a) und/oder der zweiten Zwischenentspannung (m) nur ein Teilstrom der im jeweils unmittelbar vorangegangenen Verfahrensschritt abgetrennten Flüssigfraktion (4, 6) zugeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle innerhalb der Tieftemperaturzerlegung aus der in der ersten Stufe der Tieftemperaturzerlegung anfallenden H2-reichen, KWSt-haltigen Gasfraktion (3) gewonnenen KWSt-reichen, H2-haltigen Flüssigfraktionen (7, 8, 12) entspannt, zumindest teilweise in einem Wärmetauscher gegen abzukühlende Verfahrensströme angewärmt und in das bei der ersten Zwischenentspannung gebildeten Phasengemisch (4) und/oder in den Abscheider (D05), in welchem durch Phasentrennung Flashgas (14) und Flüssigprodukt (18) erzeugt werden, eingeleitet werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zwischenentspannung (a) so durchgeführt wird, dass das Druckniveau im nachfolgenden Abscheider (D10) ausreicht, um die dort abgeschiedene H2-reiche, KWSt-haltige Gasfraktion (30) ohne zusätzliche Verdichtung weiterzuführen und darüber hinaus das Druckniveau so gewählt wird, dass die Summe der Heizflächen der in der Tieftemperaturzerlegung eingesetzten Wärmetauscher (E01, E02, E03) sowie der H2-Gehalt im Flüssigprodukt (18) minimiert werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleiner Teil des Flüssigprodukts (18) oder des Flüssigeinsatzes zum Dehydrierreaktor (34) in den Einsatzstoffstrom (1) eingespritzt wird, um die Löslichkeit von Spurenkomponenten zu erhöhen, die bei tiefen Temperaturen zu einer Feststoffbildung und damit zu einer Verlegung der Anlage führen können.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Entspannungsturbinen (X01, X02) anfallende Leistung über Generatoren in elektrische Leistung umgesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Entspannungsturbinen (X01, X02) anfallende Leistung über eine Turbinen/Verdichter-Schaltung zur Rückverdichtung des Flashgases (15) genutzt wird.
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