DE102009038456B4 - Separation sequence for hydrocarbons - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen in einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatz mittels thermischer oder katalytischer Spaltung mit oder ohne Dampf, wobei das als Rohgas (2) entstehende gasförmige Kohlenwasserstoffe enthaltende Produktgas der Spaltung (1) verdichtet und getrocknet wird, und als Einsatzstoff in eine Trennstufe (Front-End C3/C4-Trennung) geführt wird, in welcher das Rohgas (2) in eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 3 Kohlenstoffatomen (C3-) und eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen (C4+) getrennt wird, und wobei die Front-End C3/C4-Trennung aus einem C4-Absorber (9) und einer Kolonne (Depropanizer) (10) besteht, in der Kohlenwasserstoffe mit mindestens vier Kohlenstoffatomen (C4+) als Sumpfprodukt abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 3 Kohlenstoffatomen (C3-) in eine Trennstufe geführt wird, welche aus einer ersten Kolonne (12) und einer zweiten Kolonne (13) besteht, wobei die zweite Kolonne (13) zwei getrennte Abschnitte (13a, 13b) aufweist, wobei in der ersten Kolonne (12) eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 2 Kohlenstoffatomen (C2-) als Kopfprodukt abgezogen wird und zu einer Tiefkühlung (14) geführt wird, in der vorwiegend aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen bestehende Kondensate (19, 20) gewonnen werden, wobei die Kondensate (19, 20) dem oberen Abschnitt (13a) der zweiten Kolonne (13) aufgegeben werden, wobei das Sumpfprodukt (C2/C3) der ersten Kolonne (12) dem unteren Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne(13) aufgegeben wird, und wobei in den Kondensaten (19, 20) enthaltene Verunreinigungen von Methan und Wasserstoff im oberen Abschnitt (13a) der zweiten Kolonne (13) mit einem Gasprodukt aus dem unteren Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne (13) ausgestrippt werden und wobei als Rücklauf für den unteren Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne (13) ein Teil eines flüssigen Produkts aus dem oberen Abschnitt (13a) verwendet wird.Process for the separation of hydrocarbons in a plant for the production of hydrocarbons from a hydrocarbon-containing feed by means of thermal or catalytic cracking with or without steam, whereby the gaseous hydrocarbons-containing product gas of the cracking (1) formed as raw gas (2) is compressed and dried, and as Feedstock is fed into a separation stage (front-end C3 / C4 separation), in which the raw gas (2) is separated into a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms (C3-) and a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with at least 4 carbon atoms (C4 +) is, and wherein the front end C3 / C4 separation consists of a C4 absorber (9) and a column (depropanizer) (10) in which hydrocarbons with at least four carbon atoms (C4 +) are drawn off as bottom product, characterized in that, that the hydrocarbon fraction consists of hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms en (C3-) is passed into a separation stage which consists of a first column (12) and a second column (13), the second column (13) having two separate sections (13a, 13b), the first column (12) a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with a maximum of 2 carbon atoms (C2-) is withdrawn as top product and is fed to a deep-freeze (14) in which condensates (19, 20) consisting predominantly of hydrocarbons with 2 carbon atoms are obtained, the condensates (19, 20) are fed to the upper section (13a) of the second column (13), the bottom product (C2 / C3) of the first column (12) being fed to the lower section (13b) of the second column (13), and wherein methane and hydrogen impurities contained in the condensates (19, 20) are stripped out in the upper section (13a) of the second column (13) with a gas product from the lower section (13b) of the second column (13) and being used as reflux a part of a liquid product from the upper section (13a) is used for the lower section (13b) of the second column (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen in einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatz mittels Spaltung, wobei das als Rohgas entstehende, gasförmige Kohlenwasserstoffe enthaltende, Produktgas der Spaltung verdichtet und getrocknet wird, und als Einsatzstoff in eine Trennstufe (Front-End C3/C4-Trennung) geführt wird, in welcher das Rohgas in einer Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit . maximal 3 Kohlenstoffatomen und einer Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen getrennt wird, und wobei die Front-End C3/C4-Trennung aus einem C4-Absober und einer Kolonne (Depropanizer) besteht, in der Kohlenwasserstoffe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen als Sumpfprodukt abgezogen werden.The invention relates to a method for the separation of hydrocarbons in a plant for the production of hydrocarbons from a hydrocarbon-containing feed by means of cleavage, wherein the gaseous hydrocarbon-containing product gas of the cleavage formed as raw gas is compressed and dried, and as a feedstock in a separation stage (frontal End C 3 / C 4 separation) is performed, in which the raw gas in a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with. a maximum of 3 carbon atoms and a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with at least 4 carbon atoms is separated, and the front-end C 3 / C 4 separation consists of a C 4 absorber and a column (depropanizer) in which hydrocarbons with at least 4 carbon atoms as Bottom product are withdrawn.

In einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen, einer sogenannten Olefinanlage, werden die Kohlenwasserstoffe oder Olefine durch Spaltung kohlenwasserstoffhaltiger Einsätze erzeugt. Die kohlenwasserstoffhaltigen Einsätze liegen dabei entweder in der flüssigen oder gasförmigen Phase vor und werden mittels thermischer oder katalytischer Spaltung mit oder ohne Dampf in kürzerkettige Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Das bei der Spaltung entstehende Gemisch aus vorwiegend kürzerkettigen Olefinen wird als Spaltgas oder Rohgas bezeichnet. Bei der Spaltung eines flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes wird das Rohgas zumeist als Einsatz in eine Ölwäsche geführt. In der Ölwäsche wird das Rohgas abgekühlt und verbliebene längerkettige Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Kokspartikel und schwere Ölkomponenten, aus dem Rohgas heraus gewaschen. Anschließend wird das Rohgas zur weiteren Reinigung und Abkühlung in eine Wasserwäsche geführt und in der Rohgasverdichtung verdichtet. Bei der Spaltung eines gasförmigen kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes kann zumeist auf die Ölwäsche verzichtet werden. Anschließend wird das Rohgas nach dem Stand der Technik in einer Laugenwäsche von weiteren Verunreinigungen, wie Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff, befreit und getrocknet.In a plant for the production of hydrocarbons, a so-called olefin plant, the hydrocarbons or olefins are produced by splitting hydrocarbon-containing feeds. The hydrocarbon-containing inserts are either in the liquid or gaseous phase and are converted into shorter-chain hydrocarbons by means of thermal or catalytic cleavage with or without steam. The mixture of predominantly shorter-chain olefins formed during the cleavage is referred to as cracking gas or raw gas. When a liquid feed containing hydrocarbons is split, the raw gas is usually fed to an oil scrubber as feed. In the oil scrubbing process, the raw gas is cooled and remaining long-chain hydrocarbons, such as coke particles and heavy oil components, are washed out of the raw gas. The raw gas is then passed into a water scrubber for further cleaning and cooling and compressed in the raw gas compression. When splitting a gaseous hydrocarbon-containing feed, oil washing can usually be dispensed with. According to the prior art, the raw gas is then freed from other impurities, such as carbon dioxide and hydrogen sulfide, in a lye scrubber and dried.

Das gereinigte und getrocknete Rohgas besteht nunmehr aus einem Gemisch der gewünschten Olefinprodukte und Beiprodukte. Um die gewünschten Olefinprodukte verwerten zu können, muss das Gemisch in die einzelnen Olefinbestandteile getrennt werden.The cleaned and dried raw gas now consists of a mixture of the desired olefin products and by-products. In order to be able to utilize the desired olefin products, the mixture has to be separated into the individual olefin constituents.

Eine derartiges Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen beginnt nach dem Stand der Technik entweder mit einer Trennstufe, in der Olefine mit höchstens 2 Kohlenstoffatomen von Olefinen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen getrennt werden (Front-End C2/C3-Trennung), oder einer Trennstufe, in der Olefinen mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen von Olefinen mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen (Front-End C3/ C4-Trennung) getrennt werden.Such a process for the separation of hydrocarbons begins according to the prior art either with a separation stage in which olefins with a maximum of 2 carbon atoms are separated from olefins with at least 3 carbon atoms (front-end C 2 / C 3 separation), or a separation stage, in which olefins with a maximum of 3 carbon atoms are separated from olefins with at least 4 carbon atoms (front-end C 3 / C 4 separation).

Beginnt die Trennsequenz mit einer Front-End C2/C3-Trennung wird die entstehende Olefinfraktion mit höchstens 2 Kohlenstoffatomen (C2-Fraktion) nach einer katalytischen Hydrierung zur Entfernung von Azetylen zu einem Tieftemperaturzerlegungsteil geleitet, wo sie in ihren einzelnen Fraktionen zerlegt wird. Die C2-Fraktion wird dabei von der Methan- und Wasserstofffraktion getrennt. Die verbleibende Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen (C3+-Fraktion) wird in eine Trennstufe geführt (Depropanizer), in der als Sumpfprodukt eine Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen (C4+-Fraktion) gewonnen wird. Über Kopf, wird im Depropanizer eine Olefinfraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen (C3-Fraktion) gewonnen. Die C3-Fraktion wird anschließend ebenfalls vor ihrer Weiterverarbeitung katalytisch hydriert.If the separation sequence begins with a front-end C 2 / C 3 separation, the resulting olefin fraction with a maximum of 2 carbon atoms (C 2 fraction) is passed to a low-temperature separation section after catalytic hydrogenation to remove acetylene, where it is separated into its individual fractions . The C 2 fraction is separated from the methane and hydrogen fractions. The remaining fraction of hydrocarbons with at least 3 carbon atoms (C 3+ fraction) is fed into a separation stage (depropanizer), in which a fraction of hydrocarbons with at least 4 carbon atoms (C 4+ fraction) is obtained as the bottom product. Overhead, an olefin fraction from hydrocarbons with 3 carbon atoms (C 3 fraction) is obtained in the depropanizer. The C 3 fraction is then also catalytically hydrogenated before further processing.

Im Rahmen dieser Anmeldung wird eine Kohlenwasserstofffraktion, die aus Kohlenwasserstoffen besteht, die n Kohlenstoffatome aufweisen, als Cn-Fraktion bezeichnet. Besteht diese Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen, die mindestens n Kohlenstoffatome aufweisen, wird die Kohlenwasserstofffraktion als Cn+-Fraktion bezeichnet. Eine Fraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal n Kohlenstoffatomen wird als Cn--Fraktion bezeichnet. Dabei steht n für die natürlichen Zahlen 1, 2, 3, 4...In the context of this application, a hydrocarbon fraction which consists of hydrocarbons which have n carbon atoms is referred to as the C n fraction. If this hydrocarbon fraction consists of hydrocarbons which have at least n carbon atoms, the hydrocarbon fraction is referred to as the C n + fraction. A fraction of hydrocarbons with a maximum of n carbon atoms is referred to as the C n- fraction. N stands for the natural numbers 1, 2, 3, 4 ...

Eine Trennstufe, bei der Kohlenwasserstoffe mit 2 oder mehr Kohlenstoffatomen von Kohlenwasserstoffen mit 1 Kohlenstoffatom getrennt werden, wird im Rahmen dieser Anmeldung als Demethanizer bezeichnet. Eine Trennstufe mit einer C3+-Fraktion als Sumpfprodukt wird als Deethanizer bezeichnet. Entsprechend wird eine Trennstufe mit einer C4+-Sumpffraktion als Depropanizer bezeichnet.A separation stage in which hydrocarbons with 2 or more carbon atoms are separated from hydrocarbons with 1 carbon atom is referred to as a demethanizer in the context of this application. A separation stage with a C 3+ fraction as the bottom product is called a deethanizer. Correspondingly, a separation stage with a C 4+ bottom fraction is called a depropanizer.

Bei einer Trennsequenz nach dem Stand der Technik, die mit einer Front-End C3/C4-Trennung beginnt, erhält man bei dem Druck des verdichteten Rohgases eine C3--Fraktion und eine C3+-Fraktion. Bei dem herrschenden vollen Rohgasdruck ist eine scharfe Trennung in eine C3--Fraktion und eine C4+-Fraktion nach dem Stand der Technik nicht möglich, da die Sumpftemperatur so hoch wäre , dass verstärkt Polymerbildung und somit eine ungewünschte Belagsbildung auftreten würde. In der weiteren Trennsequenz nach dem Stand der Technik wird die C3--Fraktion nach einer katalytischen Hydrierung zu einer C2/C3-Trennung geführt. Die C3--Fraktion wird in eine C3-Fraktion und eine C2--Fraktion getrennt. Die C4+-Fraktion wird zu einer C3/C4 Trennung geleitet, wo sie in eine C3-Fraktion sowie eine C4+-Fraktion getrennt und die entstandene C3-Fraktion muss anschließend katalytisch hydriert werden.In a separation sequence according to the prior art, which begins with a front-end C 3 / C 4 separation, a C 3 fraction and a C 3+ fraction are obtained at the pressure of the compressed crude gas. At the prevailing full crude gas pressure, a sharp separation into a C 3 fraction and a C 4+ fraction is not possible according to the prior art, since the sump temperature would be so high that polymer formation and thus undesired deposit formation would occur. In the further separation sequence according to the prior art, the C 3 fraction is passed to a C 2 / C 3 separation after a catalytic hydrogenation. The C 3 fraction is separated into a C 3 fraction and a C 2 fraction. The C 4+ fraction is sent to a C3 / C4 separation, where it is divided into a C 3 fraction and a C 4+ - Fraction separated and the resulting C 3 fraction must then be catalytically hydrogenated.

Somit sind nach dem Stand der Technik sowohl bei einer Trennsequenz mit einer Front-End C2/C3-Trennung als auch bei einer Trennsequenz mit einer Front-End C3/ C4-Trennung 2 unabhängige katalytische Hydrierungsstufen mit dem entsprechenden Rohr-und Festbettreaktor notwendig.Thus, according to the prior art, there are two independent catalytic hydrogenation stages with the corresponding pipe and tube both in a separation sequence with a front-end C 2 / C 3 separation and in a separation sequence with a front-end C 3 / C 4 separation Fixed bed reactor necessary.

In DE 10 2006 010 519 A1 wird ein alternatives Verfahren zur Trennung von Olefinen vorgeschlagen. DE 10 2006 010 519 A1 offenbart eine Trennsequenz mit einem bei vollem Rohgasdruck arbeitenden C4-Absorber und einen Depropanizer, der bei einem Druck von 8 - 12 bar betrieben wird. Durch die Kombination aus C4-Absorber und Depropanizer werden die Olefine in eine C3--Fraktion und eine C4+-Fraktion getrennt. Die C3--Fraktion wird dann vollständig verdichtet und zur katalytischen Hydrierung geführt, während die C4+-Fraktion zur Weiterverarbeitung ausgeführt wird. Die C3--Fraktion wird nach der katalytischen Hydrierung einer C2/C3-Trennung unterzogen und in eine C2--Fraktion und eine C3-Fraktion getrennt. Die C2--Fraktion wird als Einsatz in den Tieftemperaturtrennungsteil weitergeleitet, während die C3-Fraktion zur Weiterverarbeitung geführt wird.In DE 10 2006 010 519 A1 an alternative process for the separation of olefins is proposed. DE 10 2006 010 519 A1 discloses a separation sequence with a C 4 absorber operating at full raw gas pressure and a depropanizer operated at a pressure of 8-12 bar. The combination of C 4 absorber and depropanizer separates the olefins into a C 3 fraction and a C 4+ fraction. The C 3 fraction is then completely compressed and sent to the catalytic hydrogenation, while the C 4+ fraction is carried out for further processing. After the catalytic hydrogenation, the C 3 fraction is subjected to a C 2 / C 3 separation and separated into a C 2 fraction and a C 3 fraction. The C 2- fraction is passed on as feed to the low-temperature separation section, while the C 3 fraction is sent to further processing.

In US 6 077 985 A wird ein Verfahren zur Abtrennung und Gewinnung von Olefinen aus Pyrolyseöfen mit einer Integration von Deethanizer und Ethylenabtrennung in einer gemeinsamen Kolonne vorgeschlagen, wobei der unter Teil den Deethanizer darstellt und im oberen Teil die Ethylenabtrennung erfolgt.In U.S. 6,077,985 A a process is proposed for the separation and recovery of olefins from pyrolysis furnaces with an integration of deethanizer and ethylene separation in a common column, the lower part representing the deethanizer and the upper part being the ethylene separation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass der energetische und apparative Aufwand zur Trennung von Kohlenwasserstoffen minimiert wird.The present invention is based on the object of designing a method of the type mentioned at the outset in such a way that the energy and equipment expenditure for separating hydrocarbons is minimized.

Die gestellte Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object set is achieved by the subject matter of claim 1. Further advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird die Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 3 Kohlenstoffatomen in eine Trennstufe geführt, welche aus einer ersten Kolonne, einer C1/C3-Trennung, und einer zweiten Kolonne, einer C1/C2/C3-Trennung, besteht, wobei die zweite Kolonne zwei getrennte Abschnitte aufweist, wobei in der ersten Kolonne eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal zwei Kohlenstoffatomen als Kopfprodukt abgezogen und dem oberen Abschnitt der zweiten Kolonne aufgegeben wird und das Sumpfprodukt der ersten Kolonne, bestehend nur aus Kohlenwasserstoffen mit 2 und 3 Kohlenstoffatomen, dem unteren Abschnitt der zweiten Kolonne aufgegeben wird.According to the invention, the hydrocarbon fraction of hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms is fed into a separation stage which consists of a first column, a C 1 / C 3 separation, and a second column, a C 1 / C 2 / C 3 separation, wherein the second column has two separate sections, whereby in the first column a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with a maximum of two carbon atoms is withdrawn as top product and fed to the upper section of the second column and the bottom product of the first column, consisting only of hydrocarbons with 2 and 3 carbon atoms, the lower section of the second column is abandoned.

Erfindungsgemäß wird die C3--Fraktion der ersten Kolonne aufgegeben. In dieser ersten Kolonne wird als Kopfprodukt eine C2--Fraktion abgezogen. Das heißt die Kopffraktion der ersten Kolonne ist frei von Kohlenwasserstoffen mit drei Kohlenstoffatomen. Entsprechend entsteht in der ersten Kolonne eine Sumpffraktion, die kein Methan mehr enthält. Das heißt als Sumpffraktion wird eine C2+-Fraktion gewonnen, die aus Kohlenwasserstoffen mit zwei oder drei Kohlenstoffatomen besteht. Somit verteilen sich die Kohlenwasserstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen auf das Kopf- und das Sumpfprodukt der ersten Kolonne. Das Kopfprodukt der ersten Kolonne wird . erfindungsgemäß dem oberen Abschnitt der zweiten Kolonne aufgegeben, während das Sumpfprodukt der ersten Kolonne erfindungsgemäß dem unteren Abschnitt der zweiten Kolonne aufgegeben wird. In der erfindungsgemäßen zweiten Kolonne wird als Sumpfprodukt des oberen Abschnitts die Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen und als Sumpfprodukt des unteren Abschnitts die Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen gewonnen. Dabei kann in der zweiten Kolonne das Kopfprodukt des unteren Abschnitts als Strippgas für den oberen Abschnitt verwendet werden, während ein Teil des flüssigen Sumpfprodukts des oberen Abschnitts als Rücklauf für den unteren Kolonnenabschnitt verwendet werden kann. Durch die erfindungsgemäße Vereinigung von zwei Kolonnen in der zweiten Kolonne können somit Apparate, wie Kopfkondensatoren und Aufkocher, sowie ihre entsprechenden Verrohrungen gespart werden.According to the invention, the C 3 fraction is fed to the first column. In this first column, a C 2 fraction is taken off as the top product. This means that the top fraction of the first column is free of hydrocarbons with three carbon atoms. Accordingly, a bottom fraction that no longer contains methane is produced in the first column. This means that a C 2+ fraction is obtained as the bottom fraction, which consists of hydrocarbons with two or three carbon atoms. Thus, the hydrocarbons with 2 carbon atoms are distributed between the top and bottom product of the first column. The top product of the first column is. given according to the invention to the upper section of the second column, while the bottom product of the first column is given according to the invention to the lower section of the second column. In the second column according to the invention, the hydrocarbon fraction from hydrocarbons with 2 carbon atoms is obtained as the bottom product of the upper section and the hydrocarbon fraction from hydrocarbons with 3 carbon atoms is obtained as the bottom product of the lower section. In the second column, the top product of the lower section can be used as stripping gas for the upper section, while part of the liquid bottom product of the upper section can be used as reflux for the lower column section. By combining two columns in the second column according to the invention, apparatus such as top condensers and reboilers and their corresponding pipework can be saved.

Bevorzugt wird der C4-Absorber bei einem Druck zwischen 11 und 20 bar und Depropanizer bei einem Druck zwischen 8 und 12 bar betrieben, und das Kopfprodukt des C4-Absorbers einer weiteren Verdichtungsstufe zugeführt. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohgas aus der 3. oder 4. Stufe der Rohgasverdichtung bei einem Druck zwischen 11 und 20 bar dem C4-Absorber aufgegeben. Der Depropanizer, wird bevorzugt bei einem Druck zwischen 8 und 12 bar betrieben, wodurch als Sumpfprodukt C4+-Fraktion gewonnen werden kann. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Front-End C3/C4+-Trennung bevorzugt nach der 3. oder 4. Stufe der vier- oder fünfstufigen Rohgasverdichtung angeordnet. Bei einer Anordnung der Front-End C3/C4-Trennung nach der 3. oder 4. statt der letzten Stufe der Rohgasverdichtung ist der Energieverbrauch günstiger. Dabei wird das Rohgas nach der 3. oder 4. Stufe vorteilhafter Weise auf ca. 15 °C gegen Kühlwasser und Kältemittel abgekühlt. Dass sich dabei bildende Kondensat wird von der Gasphase getrennt. Kondensat und Gasphase werden dann in den Kondensat- und Gastrockner von Wasser befreit. Die Gasphase wird weiter gegen Kopfgas- und Sumpfprodukt des C4-Absorbers abgekühlt, bevor sie in den Sumpf des C4-Absorbers geführt wird. Das Kondensat wird nach dem Kondensattrockner direkt in den Depropanizer geführt. In den C4-Absorber wird das Rohgas von Kohlenwasserstoffen mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen getrennt. Die so als Kopfprodukt entstandene C3-Fraktion wird nach optionaler Anwärmung zur 5. Stufe der Verdichtung zur Weiterverdichtung geführt. Somit muss nicht das gesamte Rohgas sondern nur die C3-Fraktion vollständig verdichtet werden. Das Sumpfprodukt des C4-Absorbers wird in den Depropanizer entspannt. Der C4-Absorber erhält vorteilhafter Weise den erforderlichen Rücklauf aus dem Kopfprodukt des Depropanizers. Im Depropanizer werden Kohlenwasserstoffe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen von Kohlenwasserstoffen mit maximal 3 Kohlenstoffatomen getrennt. Die C4+-Fraktion wird als Sumpfprodukt gewonnen und in eine weitere Trennung geführt. Die C3-Fraktion wird im Kopfkondensator des Depropanizers kondensiert und zurück zum C4-Absorber geführt. Auf diese Weise wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung in der Front-End C3/C4-Trennung auch bei den genannten hohen Drücken eine saubere Trennung in eine C3--Fraktion und eine C4+-Fraktion erreicht.The C 4 absorber is preferably operated at a pressure between 11 and 20 bar and the depropanizer at a pressure between 8 and 12 bar, and the top product of the C 4 absorber is fed to a further compression stage. In this embodiment of the invention, the raw gas from the 3rd or 4th stage of the raw gas compression is fed to the C4 absorber at a pressure between 11 and 20 bar. The depropanizer is preferably operated at a pressure between 8 and 12 bar, as a result of which C 4+ fraction can be obtained as the bottom product. In this embodiment of the invention, the front-end C 3 / C 4+ separation is preferably arranged after the 3rd or 4th stage of the four- or five-stage crude gas compression. If the front-end C 3 / C 4 separation is arranged after the 3rd or 4th instead of the last stage of the crude gas compression, the energy consumption is more favorable. After the 3rd or 4th stage, the raw gas is advantageously cooled to approx. 15 ° C against cooling water and refrigerant. The condensate that forms is separated from the gas phase. The condensate and gas phase are then freed from water in the condensate and gas dryer. The gas phase is further cooled to the top gas and bottom product of the C 4 absorber before it is passed into the bottom of the C 4 absorber. After the condensate dryer, the condensate is fed directly into the depropanizer. In the C 4 absorber, the raw gas is separated from hydrocarbons with at least 4 carbon atoms. The C 3 fraction thus created as the top product is, after optional heating, carried to the 5th stage of compression for further compression. This means that not all of the raw gas but only the C 3 fraction has to be compressed completely. The bottom product of the C 4 absorber is expanded into the depropanizer. The C 4 absorber advantageously receives the required return from the top product of the depropanizer. In the depropanizer, hydrocarbons with at least 4 carbon atoms are separated from hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms. The C 4+ fraction is obtained as the bottom product and passed into a further separation. The C 3 fraction is condensed in the top condenser of the depropanizer and returned to the C 4 absorber. In this way, in this embodiment of the invention, a clean separation into a C 3 fraction and a C 4+ fraction is achieved in the front end C 3 / C 4 separation even at the high pressures mentioned.

Bevorzugt wird das Kopfprodukt des C4-Absorbers über eine Hydrierungsstufe für Kohlenwasserstoffe mit maximal 3 Kohlenstoffatomen in die erste Kolonne geführt. In der Hydrierungsstufe werden die, in der Kohlenwasserstofffraktion mit maximal 3 Kohlenstoffatomen enthaltenen, Acetylene und besonders Methylacetylen sowie Propadien in einem Schritt in einem isothermen Reaktor hydriert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die vorteilhafte Hydrierung direkt nach der letzten Stufe der Verdichtung durchzuführen. Unmittelbar nach der Verdichtung ist die Temperatur der C3-Fraktion geeignet für die nachgeschaltete Hydrierung, so dass, in dieser Ausgestaltung der Erfindung keine Gegenströmer zur Erwärmung der C3--Fraktion und zur Abküklung der hydrierten C3--Fraktion erforderlich sind.The top product of the C 4 absorber is preferably passed into the first column via a hydrogenation stage for hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms. In the hydrogenation stage, the acetylenes and especially methylacetylene and propadiene contained in the hydrocarbon fraction with a maximum of 3 carbon atoms are hydrogenated in one step in an isothermal reactor. The process according to the invention enables the advantageous hydrogenation to be carried out directly after the last compression stage. Immediately after compression, the temperature of the C 3 fraction is suitable for the downstream hydrogenation, so that in this embodiment of the invention no countercurrent flow is required for heating the C 3 fraction and for cooling the hydrogenated C 3 fraction.

Vorteilhafter Weise wird der obere Abschnitt der zweiten Kolonne als Demethanizer und der untere Abschnitt der zweiten Kolonne als Deethanizer betrieben. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die zweite Kolonne bevorzugt bei einem Druck zwischen 9 und 13 bar, besonders bevorzugt bei 9,5 bar, betrieben. Vorteilhafter Weise wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung der untere Abschnitt der zweiten Kolonne als Deethanizer betrieben, so dass die gemischte Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen und Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen aus dem Sumpf der ersten Kolonne in eine C2-Fraktion und eine C3-Fraktion zerlegt wird. Im unteren Abschnitt der zweiten Kolonne entsteht somit eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen, die kein Kohlenwasserstoffe mit 3 Kohlenstoffatomen enthält, und eine Kohlenwasserstofffraktion mit 3 Kohlenstoffatomen, die keine Kohlenwasserstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen enthält. Ein Teil der C2-Fraktion aus dem unteren Abschnitt der zweiten Kolonne wird dabei als Strippgas im oberen Abschnitt der zweiten Kolonne verwendet. Der Überschuss wird als gasfömiges C2-Produkt aus dem Sumpf des oberen Abschnitts der zweiten Kolonne abgezogen. Als Rücklauf für den unteren Abschnitt der zweiten Kolonne kann ein Teil des flüssigen Produktes aus dem oberen Abschnitt verwendet werden. Der Überschuss wird als flüssiges C2-Produkt aus dem Sumpf des oberen Abschnitts der zweiten Kolonne abgezogen.The upper section of the second column is advantageously operated as a demethanizer and the lower section of the second column is operated as a deethanizer. In this embodiment of the invention, the second column is preferably operated at a pressure between 9 and 13 bar, particularly preferably at 9.5 bar. In this embodiment of the invention, the lower section of the second column is advantageously operated as a deethanizer, so that the mixed hydrocarbon fraction of hydrocarbons with 2 carbon atoms and hydrocarbons with 3 carbon atoms from the bottom of the first column into a C 2 fraction and a C 3 - Fraction is dismantled. In the lower section of the second column there is thus a hydrocarbon fraction of hydrocarbons with 2 carbon atoms, which does not contain hydrocarbons with 3 carbon atoms, and a hydrocarbon fraction with 3 carbon atoms, which does not contain hydrocarbons with 2 carbon atoms. Part of the C 2 fraction from the lower section of the second column is used as stripping gas in the upper section of the second column. The excess is drawn off as a gaseous C 2 product from the bottom of the upper section of the second column. A portion of the liquid product from the upper section can be used as reflux for the lower section of the second column. The excess is drawn off as a liquid C 2 product from the bottom of the upper section of the second column.

Bevorzugt wird das Kopfprodukt der ersten Kolonne zu einer Tiefkühlung geführt, wobei in der Tiefkühlung eine Fraktion gewonnen wird, die zu über 90% aus Methan besteht, und eine Fraktion gewonnen wird, die überwiegend und bis zu 95% Wasserstoff besteht, und wobei die in der Tiefkühlung gewonnenen Kondensate dem oberen Abschnitt der zweiten Kolonne aufgegeben werden. In der Tiefkühlung werden bevorzugt Methan und Wasserstoff aus dem Kopfprodukt der ersten Kolonne herausgetrennt. Die gesammelten Kondensate der Tiefkühlung bestehen somit vorwiegend aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen, die noch leicht mit Methan und Wasserstoff verunreinigt sind. Diese Verunreinigungen von Methan und Wasserstoff werden aus der Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen im oberen Abschnitt der zweiten Kolonne ausgestrippt. Als Strippgas dient dabei vorteilhafter Weise das Gasprodukt aus dem unteren Abschnitt der zweiten Kolonne. Somit kann als Sumpfprodukt des oberen Abschnitts der zweiten Kolonne vorteilhafter Weise eine Kohlenwasserstofffraktion gewonnen werden, die Kohlenwasserstoffe nur mit 2 Kohlenwasserstoffatomen (Ethylen und Ethan) enthält und frei von Methan, Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen ist.The top product of the first column is preferably passed to a deep freeze, with a fraction being obtained in the deep freezing which consists of more than 90% methane and a fraction which consists predominantly and up to 95% of hydrogen, and the in Condensates obtained from deep freezing are fed to the upper section of the second column. In the deep freeze, methane and hydrogen are preferably separated out from the top product of the first column. The condensates collected from the deep freezing system consist mainly of hydrocarbons with 2 carbon atoms, which are still slightly contaminated with methane and hydrogen. These methane and hydrogen impurities are stripped from the hydrocarbon fraction of hydrocarbons with 2 carbon atoms in the upper section of the second column. The gas product from the lower section of the second column is advantageously used as the stripping gas. Thus, a hydrocarbon fraction can advantageously be obtained as the bottom product of the upper section of the second column which contains hydrocarbons with only 2 hydrocarbon atoms (ethylene and ethane) and is free of methane, hydrogen and hydrocarbons with 3 carbon atoms.

Bevorzugt wird das Kopfprodukt des oberen Abschnitts der zweiten Kolonne in die Tiefkühlung zurückgeführt. Im Kopfprodukt des oberen Abschnitts der zweiten Kolonne befinden sich hauptsächlich Methan und Wasserstoff. Dieses Kopfprodukt wird zur Abkühlung der C2--Fraktion in der Tiefkühlung und zur Abkühlung der C3-Fraktion in der Vorkühlung angewärmt und dann als Heizgas verwendet.The overhead product of the upper section of the second column is preferably returned to the freezer. In the top product of the upper section of the second column there are mainly methane and hydrogen. This top product is heated to cool the C 2 fraction in the deep freezer and to cool the C 3 fraction in the pre-cooler and then used as heating gas.

Vorteilhafter Weise werden die Sumpfprodukte des oberen Abschnitts der zweiten Kolonne, bestehend neben einem kleinen Anteil an Ethan aus dem eigentlich zu gewinnendem Wertprodukt Ethylen, in eine dritte Kolonne (C2-Splitter) geführt, in der Ethylen als Kopfprodukt und Ethan als Sumpfprodukt gewonnen wird, welches wieder als Einsatzstoff für die weitere Spaltung zurückgeführt wird.Advantageously, the bottom products of the upper section of the second column, consisting of a small amount of ethane from the product of value ethylene actually to be recovered, are passed into a third column (C 2 splitter) in which ethylene is the top product and ethane is the bottom product is obtained, which is returned as feedstock for further cleavage.

Bevorzugt wird vom Sumpf des unteren Abschnittes der zweiten Kolonne eine Kohlenwasserstofffraktion mit 3 Kohlenstoffatomen abgezogen und als Einsatzstoff in eine vierte Kolonne (C3-Splitter) geführt, in der Propylen als Kopfprodukt und Propan als Sumpfprodukt gewonnen.A hydrocarbon fraction having 3 carbon atoms is preferably withdrawn from the bottom of the lower section of the second column and fed as feed into a fourth column (C 3 splitter) in which propylene is obtained as the top product and propane as the bottom product.

Zusätzlich zu Ethylen lässt sich auch Propylen als Wertprodukt verwerten. Daher wird die C3-Fraktion in den C3-Splitter in Propylen und Propan getrennt. Das neben dem Wertprodukt Propylen gewonnene Propan wird ebenfalls wieder als Einsatzstoff für die weitere Spaltung zurückgeführt.In addition to ethylene, propylene can also be used as a product of value. Therefore, the C 3 fraction is separated into propylene and propane in the C 3 splitter. The propane obtained in addition to the product of value propylene is also returned as a starting material for further cleavage.

Bevorzugt wird die in der Tiefkühlung benötigte Kälte mit Ethylenkältemittel und Rückführgas, bestehend aus Methan und Kohlenwasserstoffen mit zwei Kohlenstoffatomen, oder mit einem gemischten Kältemittel bestehend aus Kohlenwasserstoffen mit ein, mit zwei und mit drei Kohlenstoffatomen erzeugt.The cold required in deep freezing is preferably generated with ethylene refrigerant and return gas, consisting of methane and hydrocarbons with two carbon atoms, or with a mixed refrigerant consisting of hydrocarbons with one, two and three carbon atoms.

Das vorliegende erfindungsgemäße Trennverfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Durch den Einsatz eines Kolonnensystems, bestehend aus einer ersten C1/C3-Kolonne und einer zweiten C1/C2/C3-Kolonne bei einem Verfahren mit Front-End C3/C4 Trennung können zahlreiche apparative Einsparungen erzielt werden. Zum Einen vereinigt das erfindungsgemäße Verfahren zwei Trennschritte in der zweiten C1/C2/C3-Kolonne, die bei niedrigem Druck betrieben wird. Dadurch entfallen die Aufkocher und Kondensatoren für eine Kolonne. Zum anderen wird nur eine Hydrierung für die gesamte C3--Fraktion benötigt. Zusätzlich entfällt die Strippung der C3-Fraktion, da das Sumpfprodukt aus dem unteren Abschnitt der zweiten Kolonne direkt in einen C3-Splitter geführt werden kann.The present inventive separation process has a number of advantages. By using a column system consisting of a first C 1 / C 3 column and a second C 1 / C 2 / C 3 column in a process with front-end C 3 / C 4 separation, numerous savings in terms of equipment can be achieved. On the one hand, the process according to the invention combines two separation steps in the second C 1 / C 2 / C 3 column, which is operated at low pressure. This eliminates the need for reboilers and condensers for a column. On the other hand, only one hydrogenation is required for the entire C 3 fraction. In addition, the stripping of the C 3 fraction is omitted, since the bottom product from the lower section of the second column can be fed directly into a C 3 splitter.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.In the following, the invention will be explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the figures.

Es zeigen

  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Trennung von Kohlenwasserstoffen
  • 2 die zweite Kolonne des Ausführungsbeispieles aus 1
Show it
  • 1 an embodiment of the inventive method for separating hydrocarbons
  • 2 the second column of the embodiment 1

1 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Trennung von Kohlenwasserstoffen in einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatz mittels Spaltung. 2 zeigt die zweite Kolonne der Ausgestaltung aus 1. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird ein flüssiger kohlenwasserstoffhaltige Einsatz im Spaltofen 1 in Gemisch aus vorwiegend kürzerkettigen Kohlenwasserstoffen gespalten. Das als Spaltprodukt entstehende Rohgas 2 wird als Einsatz in eine Ölwäsche 3 geführt. In der Ölwäsche 3 wird das Rohgas 2 abgekühlt und verbliebene längerkettige Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Kokspartikel und schwere Ölkomponenten, aus dem Rohgas heraus getrennt. Anschließend wird das Rohgas zur weiteren Reinigung und Abkühlung in eine Wasserwäsche 4 geführt und in der anschließenden 4-stufigen Rohgasverdichtung 5a auf einen Druck von ca. 20 bar verdichtet. Nach der 4-stufigen Verdichtung 5a wird das Rohgas 2 in eine Laugenwäsche 6 geführt und von Bestandteilen wie Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff befreit. Anschließend wird das Rohgas in der Vorkühlung 7 vorgekühlt und in den beiden Trockner 8a und 8b getrocknet. Anschließend beginnt die eigentliche Trennsequenz des Rohgases 2. 1 shows an embodiment of the method according to the invention for separating hydrocarbons in a plant for generating hydrocarbons from a hydrocarbon-containing feed by means of cleavage. 2 shows the second column of the embodiment 1 . In this embodiment of the invention, a liquid hydrocarbon-containing insert is used in the cracking furnace 1 split into a mixture of predominantly shorter-chain hydrocarbons. The crude gas produced as a cleavage product 2 is used as an oil wash 3 guided. In the oil wash 3 becomes the raw gas 2 cooled and remaining long-chain hydrocarbons, such as coke particles and heavy oil components, separated from the raw gas. Then the raw gas is washed with water for further purification and cooling 4th and in the subsequent 4-stage crude gas compression 5a compressed to a pressure of approx. 20 bar. After the 4-stage compression 5a becomes the raw gas 2 in a lye wash 6th and freed from components such as carbon dioxide and hydrogen sulfide. Then the raw gas is pre-cooled 7th pre-cooled and in the two dryers 8a and 8b dried. Then the actual separation sequence of the raw gas begins 2 .

Der gasförmige Anteil des Rohgases 2 aus der Vorkühlung 7 wird weiter gegen Kopfgas- und Sumpfprodukt des C4-Absorbers 9 abgekühlt (nicht dargestellt), und anschließend in den Sumpf des C4-Absorbers 9 geführt, während das Kondensat aus der Vorkühlung 7 über den Kondensattrockner 8b dem Depropanizer zugeführt wird. Im C4-Absorber wird das Rohgas von der C4+-Fraktion getrennt, so dass als Kopfprodukt eine C3--Fraktion C3- entsteht. Diese wird nach Anwärmung der 5. Stufe und letzten Stufe des Rohgasverdichters 5b zugeführt. Das Sumpfprodukt des C4-Absorbers 9 wird in den Depropanizer 10 entspannt. Der C4-Absorber 9 erhält den erforderlichen Rücklauf aus dem Kopfprodukt des Depropanizers 10.The gaseous portion of the raw gas 2 from pre-cooling 7th is further cooled against top gas and bottom product of the C 4 absorber 9 (not shown), and then passed into the bottom of the C 4 absorber 9, while the condensate from the pre-cooling 7th via the condensate dryer 8b is fed to the depropanizer. In the C 4 absorber, the raw gas is separated from the C 4+ fraction, so that a C 3- fraction C3- is produced as the top product. This is after the 5th stage and last stage of the raw gas compressor has been heated 5b fed. The bottom product of the C 4 absorber 9 is in the depropanizer 10 relaxed. The C 4 absorber 9 receives the required return from the top product of the depropanizer 10 .

Der Depropanizer trennt die C4+-Fraktion C4+ von der C3--Fraktion C3-. Die C4+-Fraktion C4+ wird weiter in der C4/C5-Trennung in Fraktionen getrennt. Die C3--Fraktion C3- wird im Kopfkondensator des Depropanizers kondensiert und zurück zu dem C4-Absorber geschickt. Dabei wird der C4-Absorber 9 bei einem Druck von ca. 20 bar und der Depropanizer 10 bei einem Druck zwischen 8 und 12 bar betrieben.The depropanizer separates the C 4+ fraction C4 + from the C 3- fraction C3-. The C 4+ fraction C4 + is further separated into fractions in the C 4 / C 5 separation. The C 3- fraction C3- is condensed in the top condenser of the depropanizer and sent back to the C 4 absorber. The C 4 absorber 9 is at a pressure of approx. 20 bar and the depropanizer 10 operated at a pressure between 8 and 12 bar.

Nach der vollständigen Verdichtung in der 5.Stufe des Rohgasverdichters 5b wird die C3--Fraktion C3- in eine katalytische Hydrierung 11 geführt. In der katalytischen Hydrierung 11 wird in der C3--Fraktion C3- vorhandenes Azetylen,Methylazetylen und Propadien hydriert und aus der C3--Fraktion C3- entfernt. Unmittelbar nach der 5. Stufe der Rohgasverdichtung 5b ist die Temperatur der C3--Fraktion C3- im geeigneten Temperaturbereich für die Hydrierung 11. Daher können teure Gegenströmer oder Wärmetauscher zur Anwärmung und Kälterückgewinnung der C3--Fraktion C3-entfallen.After the complete compression in the 5th stage of the raw gas compressor 5b the C3- fraction becomes C3- in a catalytic hydrogenation 11 guided. In catalytic hydrogenation 11 acetylene, methylazetylene and propadiene present in the C3- fraction C3- is hydrogenated and removed from the C3- fraction C3-. Immediately after the 5th stage of crude gas compression 5b is the temperature of the C 3- fraction C3- in the suitable temperature range for the hydrogenation 11 . Therefore, expensive countercurrents or heat exchangers for heating and cold recovery of the C 3 fraction C3 can be dispensed with.

Die hydrierte C3--Fraktion C3- wird als Einsatz der ersten Kolonne 12 aufgegeben, wobei als Kopfprodukt eine C2--Fraktion C2- gewonnen und der Tiefkühlung zugeführt wird. Das Sumpfprodukt C2/C3 der ersten Kolonne 12 besteht aus einem Gemisch aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen und Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen und wird in den unteren Abschnitt 13b der zweiten Kolonne 13 geführt. Die Kohlenwasserstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen verteilen sich damit in der ersten Kolonne 12 im Kopf und im Sumpf der Kolonne. Die Kopffraktion C2- der ersten Kolonne 12 ist frei von Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen, während die Sumpffraktion C2/C3 kein Methan mehr enthält.The hydrogenated C 3- fraction C3- is used as the feed of the first column 12th abandoned, with a C 2- fraction C2- obtained as the top product and fed to the freezer. The bottom product C2 / C3 the first column 12th consists of a mixture of hydrocarbons with 2 carbon atoms and hydrocarbons with 3 carbon atoms and is in the lower section 13b the second column 13th guided. The hydrocarbons with 2 carbon atoms are thus distributed in the first column 12th in the head and in the bottom of the column. The top fraction C2- of the first column 12th is free of hydrocarbons with 3 carbon atoms, while the sump fraction C2 / C3 no longer contains methane.

Die Sumpffraktion C2/C3 aus der ersten Kolonne 12 wird direkt in den unteren Abschnitt 13b der zweiten Kolonne 13 entspannt (siehe auch 2). Die Kopffraktion C2- der ersten Kolonne 12 wird weiter in der Tiefkühlung 14 stufenweise gegen kalte Produkte und Kältemittel so weit abgekühlt, dass nur eine Gasfraktion H2 mit bis zu 95% Wasserstoff übrig bleibt. Zusätzlich wird in der Tiefkühlung eine Fraktion CH4 gewonnen, die zu über 90% aus Methan besteht. Die in der Tiefkühlung 14 entstehenden Kondensate 19, 20, C2--Fraktionen, werden dem oberen Abschnitt 13a der zweiten Kolonne 13 zugeführt. Als Rücklauf für den oberen Abschnitt 13a wird ein Teil der flüssigen Methanfraktion aus der Tiefkühlung verwendet. Der Sumpf des unteren Abschnitts 13b wird entweder mit Rohgas oder mit warmem Kältemittel aufgekocht.The swamp fraction C2 / C3 from the first column 12th goes straight to the lower section 13b the second column 13th relaxed (see also 2 ). The top fraction C2- of the first column 12th will continue in the freezer 14th gradually cooled down against cold products and refrigerants so that only a gas fraction H2 with up to 95% hydrogen remains. In addition, a fraction CH4 is obtained in the deep-freeze, which consists of more than 90% methane. The ones in the freezer 14th resulting condensates 19th , 20th , C 2- fractions, are added to the top section 13a the second column 13th fed. As a return for the upper section 13a part of the liquid methane fraction from deep freezing is used. The swamp of the lower section 13b is boiled either with raw gas or with warm refrigerant.

Die zweite Kolonne 13, siehe auch 2, besteht aus zwei Abschnitten 13a, 13b und stellt somit eine Kombination aus der konventionellen C1/C2-Trennung (dem Demethanizer) 13a und der C2/C3-Trennung (dem Deethanizer) 13b dar und arbeitet bei einem Duck von 9.5 bar.The second column 13th , see also 2 , consists of two sections 13a , 13b and thus represents a combination of the conventional C 1 / C 2 separation (the demethanizer) 13a and the C 2 / C 3 separation (the deethanizer) 13b and works at a pressure of 9.5 bar.

In dem oberen Abschnitt 13a der zweiten Kolonne werden gelöstes Methan und gelöster Wasserstoff aus den in der Tiefkühlung 14 gesammelten Kondensaten ausgestrippt. Als Strippgas dient das C3-freie Gasprodukt aus dem unteren Abschnitt 13b. Der untere Abschnitt 13b ist im Prinzip ein Deethanizer, in dem die Sumpffraktion C2/C3 aus der ersten Kolonne in zwei Fraktionen zerlegt wird. Dabei entstehen eine Fraktion mit Kohlenwasserstoffen mit höchstens 2 Kohlenstoffatomen und eine Fraktion mit Kohlenwasserstoffen mit 3 Kohlenstoffatomen C3. Die C3-Fraktion C3 wird dabei als Sumpfprodukt aus dem unteren Abschnitt 13b der zweiten Kolonne gewonnen. Als Rücklauf für diesen Abschnitt dient ein Teil der flüssigen C2-Fraktion 17 aus dem oberen Abschnitts 13a. Der Sumpf der Kolonne wird entweder mit Rohgas oder mit warmem C3-Kältemittel oder mit warmem Gemischkältemittel aufgekocht. In the upper section 13a the second column removes dissolved methane and dissolved hydrogen from the freezer 14th stripped of collected condensates. The C 3 -free gas product from the lower section serves as the stripping gas 13b . The lower section 13b is basically a deethanizer in which the sump fraction C2 / C3 from the first column is broken down into two fractions. This results in a fraction with hydrocarbons with a maximum of 2 carbon atoms and a fraction with hydrocarbons with 3 carbon atoms C3 . The C 3 fraction C3 is used as the bottom product from the lower section 13b won the second column. A part of the liquid C 2 fraction 17 from the upper section serves as the return for this section 13a . The bottom of the column is boiled either with raw gas or with warm C 3 refrigerant or with warm mixed refrigerant.

Die C2-Fraktionen aus der zweiten Kolonne, welche als Gas- 16 und flüssiges Produkt 17 seitlich aus dem Sumpf des oberen Abschnitts 13a der zweiten Kolonne 13 abgezogen werden, werden einer dritten Kolonne 15 (C2-Splitter) aufgegeben. Dort wird Ethylen als Kopfprodukt C2H4 gewonnen. Das Sumpfprodukt C2H6 der dritten Kolonne 15 besteht überwiegend aus Ethan und wird als Einsatzstoff für weitere Spaltung zurückgeführt. Das Kopfprodukt 18 des oberen Abschnittes 13a besteht im Wesentlichen aus Methan und wird zur Tiefkühlung 14 zurückgeführt.The C 2 fractions from the second column, which as gas 16 and liquid product 17th sideways from the sump of the upper section 13a the second column 13th are withdrawn, a third column 15th (C 2 splitter) abandoned. There, ethylene is obtained as the top product C2H4. The bottom product C2H6 of the third column 15th consists mainly of ethane and is recycled as a feedstock for further cleavage. The top product 18th of the upper section 13a consists essentially of methane and is used for freezing 14th returned.

Claims (10)

Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen in einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatz mittels thermischer oder katalytischer Spaltung mit oder ohne Dampf, wobei das als Rohgas (2) entstehende gasförmige Kohlenwasserstoffe enthaltende Produktgas der Spaltung (1) verdichtet und getrocknet wird, und als Einsatzstoff in eine Trennstufe (Front-End C3/C4-Trennung) geführt wird, in welcher das Rohgas (2) in eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 3 Kohlenstoffatomen (C3-) und eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen (C4+) getrennt wird, und wobei die Front-End C3/C4-Trennung aus einem C4-Absorber (9) und einer Kolonne (Depropanizer) (10) besteht, in der Kohlenwasserstoffe mit mindestens vier Kohlenstoffatomen (C4+) als Sumpfprodukt abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 3 Kohlenstoffatomen (C3-) in eine Trennstufe geführt wird, welche aus einer ersten Kolonne (12) und einer zweiten Kolonne (13) besteht, wobei die zweite Kolonne (13) zwei getrennte Abschnitte (13a, 13b) aufweist, wobei in der ersten Kolonne (12) eine Kohlenwasserstofffraktion aus Kohlenwasserstoffen mit maximal 2 Kohlenstoffatomen (C2-) als Kopfprodukt abgezogen wird und zu einer Tiefkühlung (14) geführt wird, in der vorwiegend aus Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoffatomen bestehende Kondensate (19, 20) gewonnen werden, wobei die Kondensate (19, 20) dem oberen Abschnitt (13a) der zweiten Kolonne (13) aufgegeben werden, wobei das Sumpfprodukt (C2/C3) der ersten Kolonne (12) dem unteren Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne(13) aufgegeben wird, und wobei in den Kondensaten (19, 20) enthaltene Verunreinigungen von Methan und Wasserstoff im oberen Abschnitt (13a) der zweiten Kolonne (13) mit einem Gasprodukt aus dem unteren Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne (13) ausgestrippt werden und wobei als Rücklauf für den unteren Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne (13) ein Teil eines flüssigen Produkts aus dem oberen Abschnitt (13a) verwendet wird.Process for the separation of hydrocarbons in a plant for the production of hydrocarbons from a hydrocarbon-containing feed by means of thermal or catalytic cracking with or without steam, whereby the gaseous hydrocarbons-containing product gas of the cracking (1) formed as raw gas (2) is compressed and dried, and as Feedstock is fed into a separation stage (front-end C 3 / C 4 separation) in which the raw gas (2) is divided into a hydrocarbon fraction composed of hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms (C3-) and a hydrocarbon fraction composed of hydrocarbons with at least 4 carbon atoms (C4 + ) is separated, and the front-end C 3 / C 4 separation consists of a C4 absorber (9) and a column (depropanizer) (10) in which hydrocarbons with at least four carbon atoms (C4 +) are drawn off as the bottom product , characterized in that the hydrocarbon fraction consists of hydrocarbons with a maximum of 3 coals material atoms (C3-) is passed into a separation stage which consists of a first column (12) and a second column (13), the second column (13) having two separate sections (13a, 13b), the first column (12) a hydrocarbon fraction consisting of hydrocarbons with a maximum of 2 carbon atoms (C2-) is withdrawn as top product and is fed to a deep freeze (14) in which condensates (19, 20) consisting predominantly of hydrocarbons with 2 carbon atoms are obtained, the condensates (19, 20) are fed to the upper section (13a) of the second column (13), the bottom product (C2 / C3) of the first column (12) being fed to the lower section (13b) of the second column (13), and wherein methane and hydrogen impurities contained in the condensates (19, 20) in the upper section (13a) of the second column (13) are stripped out with a gas product from the lower section (13b) of the second column (13) and as Return flow for the lower section (13b) of the second column (13) a part of a liquid product from the upper section (13a) is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der C4-Absorber (9) bei einem Druck zwischen 11 und 20 bar und der Depropanizer (10) bei einem Druck zwischen 8 und 12 bar betrieben wird und das Kopfprodukt (C3-) des C4-Absorbers (9) einer weiteren Verdichtungsstufe (5b) zugeführt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the C4 absorber (9) at a pressure between 11 and 20 bar and the depropanizer (10) is operated at a pressure between 8 and 12 bar and the top product (C3-) of the C 4 absorber (9) is fed to a further compression stage (5b). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfprodukt (C3-) des C4-Absorbers (9) erst nach der vollständigen Verdichtung in der Rohgasverdichtung (5b) über eine Hydrierungsstufe (11) für Kohlenwasserstoffe mit maximal 3 Kohlenstoffatomen in die erste Kolonne (12) geführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the top product (C3-) of the C 4 absorber (9) is only passed into the first column (12) via a hydrogenation stage (11) for hydrocarbons with a maximum of 3 carbon atoms after complete compression in the crude gas compression (5b) becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (13a) der zweiten Kolonne (13) als Demethanizer und der untere Abschnitt (13b) der zweiten Kolonne (13) als Deethanizer betrieben werden.Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the upper section (13a) of the second column (13) is operated as a demethanizer and the lower section (13b) of the second column (13) is operated as a deethanizer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kolonne (13) bei einem Druck zwischen 9 und 13 bar, bevorzugt bei einem Druck von 9.5 bar, betrieben wird.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the second column (13) is operated at a pressure between 9 and 13 bar, preferably at a pressure of 9.5 bar. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Tiefkühlung (14) eine Fraktion (CH4) gewonnen wird, die zu über 90% aus Methan besteht, und eine Fraktion (H2) gewonnen wird, die bis zu 95% Wasserstoff besteht.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that in the deep freezing (14) a fraction (CH4) is obtained which consists of more than 90% methane, and a fraction (H2) is obtained which consists of up to 95% hydrogen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfprodukt (18) des oberen Abschnitts (13a) der zweiten Kolonne (13) in die Tiefkühlung (14) zurückgeführt wird.Method according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the top product (18) of the upper section (13a) of the second column (13) is returned to the freezer (14). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sumpfprodukte (16, 17) des oberen Abschnitts (13a) der zweiten Kolonne (13) als Einsatzstoff in eine dritte Kolonne (C2-Splitter) (15) geführt werden, in der Ethylen als Kopfprodukt (C2H4) und Ethan als Sumpfprodukt (C2H6) gewonnen wird.Method according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the bottom products (16, 17) of the upper section (13a) of the second column (13) are fed as feed into a third column (C 2 splitter) (15) in which ethylene is the top product (C2H4) and ethane is obtained as the bottom product (C2H6). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vom Sumpf des unteren Abschnittes (13b) der zweiten Kolonne (13) eine Kohlenwasserstofffraktion mit 3 Kohlenstoffatomen (C3) abgezogen und als Einsatzstoff in eine vierte Kolonne (C3-Splitter) geführt wird, in der Propylen als Kopfprodukt und Propan als Sumpfprodukt gewonnen werden.Method according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that a hydrocarbon fraction with 3 carbon atoms (C3) is withdrawn from the bottom of the lower section (13b) of the second column (13) and fed as feed into a fourth column (C 3 splitter) in which propylene is the top product and Propane can be obtained as a bottom product. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die, in der Tiefkühlung (14) benötigte, Kälte mit Ethylenkältemittel und mit einem Rückführgas, bestehend aus Methan und Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlemwasserstoffatomen oder mit einem gemischten Kältemittel bestehend Kohlenwasserstoffen mit einem, zwei und drei Kohlenstoffatomen erzeugt wird.Method according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the cold required in the deep freezing (14) is generated with ethylene refrigerant and with a return gas consisting of methane and hydrocarbons with 2 carbon atoms or with a mixed refrigerant consisting of hydrocarbons with one, two and three carbon atoms.
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