DE10246220A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion Download PDF

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G19/00—Refining hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by alkaline treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen einer C¶2¶-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion, wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion in wenigstens einem Demethanizer in eine C¶1¶-reiche und eine C¶2+¶-reiche Fraktion in wenigstens einem Deethanizer in eine C¶2¶-reiche und eine C¶3+¶-reiche Fraktion aufgetrennt wird, und wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion und die gewonnene C¶2¶-reiche Fraktion jeweils einer Sauergas-Wäsche unterworfen werden, beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden in den Sauergas-Wäschen (A, F) identische Waschmittel verwendet und die Regenerierung der in den Sauergas-Wäschen (A, F) verwendeten Waschmittel erfolgt in einer gemeinsamen Regeneriereinheit (G).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion, wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion in wenigstens einem Demethanizer in eine C1-reiche und eine C2+-reiche Fraktion und die C2+-reiche Fraktion in wenigstens einem Deethanizer in eine C2-reiche und eine C3+-reiche Fraktion aufgetrennt wird, und wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion und die gewonnene C2-reiche Fraktion jeweils einer Sauergas-Wäsche unterworfen werden.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion, aufweisend eine erste Sauergas-Wascheinheit, in der die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion einer Sauergas-Wäsche unterworfen wird, eine der Sauergas-Wascheinheit nachgeschaltete erste Zerlegeeinheit, in der die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion in wenigstens einem Demethanizer in eine C1-reiche und eine C2+ reiche Fraktion aufgetrennt wird, eine der ersten Zerlegeeinheit nachgeschaltete zweite Zerlegeeinheit, in der die C2+-reiche Fraktion in wenigstens einem Deethanizer in eine C2-reiche und eine C3+-reiche Fraktion aufgetrennt wird, und eine zweite Sauergas -Wascheinheit, in der die in der zweiten Zerlegeeinheit gewonnene C2-reiche Fraktion einer Sauergas-Wäsche unterworfen wird.
  • Unter dem Begriff "Sauergas-Wäsche" wird eine Einheit bzw. ein Prozess bezeichnet, die bzw. der vor allem Kohlendioxid, aber möglichennreise auch H2S aus der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion abtrennt.
  • Bei gattungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion ist der Kohlendioxid-Gehalt der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion im Regelfall so hoch, dass vor der Zerlegung der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion eine Abtrennung des Kohlendioxids erfolgen muss, da das Kohlendioxid ansonsten ausfrieren und Trennkolonnen und Wärmetauscher des Zerlegungsteiles blockieren würde. Die Abtrennung des Kohlendioxids erfolgt im Regelfall mittels einer sog. Amin-Wäsche.
  • Im Regelfall wird die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion hierbei in einer Wäsche behandelt, mittels derer das Kohlendioxid bis auf einen vernachlässigbaren Restgehalt abgetrennt wird. Falls im anschließenden Zerlegungsteil höhere Kohlendioxid-Gehalte zulässig sind, kann ein Teilstrom der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion unter Umgehung der Wäsche unmittelbar dem Zerlegungsteil zugeführt werden.
  • Inder Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion verbliebenes Kohlendioxid wird nahezu vollständig mit der mittels des gattungsgemäßen Verfahrens gewonnenen C2-reichen Fraktion aus dem Verfahren abgezogen. Diese C2-reiche Fraktion kann zum Zwecke der Weiterverarbeitung beispielsweise einer Ethylenanlage zugeführt werden. In derartigen Ethylenanlagen wird üblicherweise ein Kohlendioxid-Gehalt von weniger als 100 ppmV eingehalten, um den Anteil an inerten Komponenten in der Ethylenanlage zu begrenzen.
  • Insbesondere dann, wenn die zu zerlegende Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion einen vergleichsweise hohe Kohlendioxid-Gehalt aufweist – dies gilt insbesondere bei Kohlendioxid-Gehalten von mehr als ca. 1 % – werden im Regelfall zwei voneinander unabhängige Sauergas-Wäschen vorgesehen. Hierbei wird – wie bereits erläutert – die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion vor ihrer Zerlegung einer ersten Sauergas-Wäsche unterworfen, während die gewonnene C2-reiche Fraktion vor ihrer Weiterverarbeitung einer zweiten Sauergas-Wäsche zugeführt wird.
  • Diese Verfahrensweise hat jedoch den Nachteil, dass zum einen zwei separate Waschprozesse und damit einhergehend entsprechende Apparate benötigt werden und zum anderen für beide Waschprozesse eine separate Regeneriereinheit, in der das mit Kohlendioxid beladene Waschmittel regeneriert wird, vorgesehen werden muss.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion anzugeben, das bzw. die die vorgenannten Nachteile vermeidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird verfahrensseitig vorgeschlagen, dass in den beiden Sauergas-Wäschen identische Waschmittel verwendet werden und die Regenerierung der in den Sauergas-Wäschen verwendeten Waschmittel in einer gemeinsamen Regeneriereinheit erfolgt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sauergas-Wascheinheiten mit identischen Waschmitteln betrieben werden und beiden Sauergas-Wascheinheiten eine gemeinsame Regeneriereinheit, die der Regenerierung des in den Sauergas-Wascheinheiten verwendeten Waschmittels dient, zugeordnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion, die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie weitere Ausgestaltungen des- bzw. derselben seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Hierbei sind in der Figur die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. die Vorrichtungsbestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich schematisch in Form sog. "Black-Boxes" dargestellt. Die vielfältigen Ausgestaltungsmöglichkeiten der einzelnen Verfahrensschritte bzw. Vorrichtungsbestandteile sind dem Fachmann bekannt und können durch ihn den jeweiligen Randbedingungen angepasst werden.
  • Über Leitung 1 wird eine Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion der ersten Sauergas-Wäsche A zugeführt. In dieser Sauergas-Wäsche A erfolgt ein Abtrennen des in der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion enthaltenen Kohlendioxids bis auf Restgehalte von ca. 50 ppmV. Ferner kann – soweit in der Einsatzfraktion enthalten – H2S abgetrennt werden.
  • Wie bereits erwähnt kann eine Bypass-Leitung 1' vorgesehen sein, über die ein Teilstrom der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion an der Sauergas-Wascheinheit A vorbei geführt wird.
  • Die weitestgehend von Kohlendioxid gereinigte Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion wird anschließend über Leitung 2 einer Trocknereinheit B und nach erfolgter Trocknung über Leitung 3 einem ersten Zerlegeprozess bzw. einer ersten Zerlegeeinheit C zugeführt.
  • In der Zerlegeeinheit C wird die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion, im Regelfall nach einer (ein- oder mehrstufigen) Entspannung und einer (ein- oder mehrstufigen) partiellen Kondensation, in wenigstens einem Demethanizer in eine C1-reiche und in eine C2+-reiche Fraktion aufgetrennt.
  • Die C1-reiche Fraktion wird über Leitung 4 aus der ersten Zerlegeeinheit C abgezogen und einer beliebigen weiteren Verwendung – beispielsweise einer Verflüssigung oder Verdichtung – unterworfen.
  • Die in der ersten Zerlegeeinheit C gewonnenen C2+-reiche Fraktion wird über Leitung 5 einer zweiten Zerlegeeinheit D zugeführt und in dieser in wenigstens einem Deethanizer in eine C2-reiche sowie in eine C3+-reiche Fraktion aufgetrennt.
  • Letztere wird über Leitung 7 einer optional vorzusehenden dritten Zerlegeeinheit E zugeführt und in dieser in eine C3-reiche Fraktion, die über Leitung 8 aus der dritten Zerlegeeinheit E abgezogen wird, sowie in eine C4+-reiche Fraktion, die über Leitung 9 aus der dritten Zerlegeeinheit E abgezogen wird, zerlegt.
  • Dieser dritten Zerlegeeinheit E können sich – sofern eine weitere Aufteennung der in der dritten Zerlegeeinheit E gewonnenen C4+-reichen Fraktion realisiert werden soll – eine beliebige Anzahl weiterer, in der Figur nicht dargestellter Zerlegeeinheiten anschließen.
  • Die in der zweiten Zerlegungseinheit D gewonnene C2-reiche Fraktion wird über Leitung 6 der zweiten Sauergas-Wäsche F zugeführt. Nach erfolgter Abtrennung des Kohlendioxids in dieser Sauergas-Wäsche F wird die von Kohlendioxid gereinigte C2-reiche Fraktion anschließend über Leitung 10 ihrer weiteren Verwendung zugeführt.
  • Erfindungsgemäß ist den beiden vorbeschriebenen Sauergas-Wäschen A und F nunmehr lediglich eine Regeneriereinheit G zugeordnet. Die Regeneriereinheit G dient somit der Regenerierung sowohl des in der Sauergas-Wäsche A als auch in der Sauergas-Wäsche F verwendeten Waschmittels.
  • Nachdem im Regelfall die Sauergas-Wäschen A und F bei unterschiedlichen Drücken arbeiten; sind in den lediglich schematisch dargestellten Verbindungsleitungen 11 und 12 zwischen den Sauergas-Wäschen A und F und der Regeneriereinheit G entsprechende ein- oder mehrstufige Pumpen vorzusehen, die das in den Sauergas-Wäschen A und F verwendete Waschmittel von der Regeneriereinheit G in die Sauergas-Wäschen A und F pumpen. Sofem die Sauergas-Wäschen A und F bei ähnlichen Drücken arbeiten, ist es ausreichend, wenn lediglich eine ein- oder mehrstufige Pumpe vorgesehen wird. Hierbei sind die Pumpen im Regelfall paarweise vorgesehen, so dass im Falle des Ausfalles einer Pumpe auf die zweite Pumpe umgeschaltet werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion ermöglichen die Realisierung eines apparate- sowie steuerungstechnisch vergleichsweise wenig aufwendigen Prozesses zum Abtrennen von Sauergasbestandteilen, insbesondere von Kohlendioxid, aus einer Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoffreichen Einsatzfraktion, wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion in wenigstens einem Demethanizer in eine C1-reiche und eine C2 +-reiche Fraktion und die C2+-reiche Fraktion in wenigstens einem Deethanizer in eine C2-reiche und eine C3+-reiche Fraktion aufgetrennt wird, und wobei die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion und die gewonnene C2-reiche Fraktion jeweils einer Sauergas-Wäsche unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sauergas-Wäschen (A, F) identische Waschmittel verwendet werden und die Regenerierung der in den Sauergas-Wäschen (A, F) verwendeten Waschmittel in einer gemeinsamen Regeneriereinheit (G) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sauergas-Wäschen (A, F) ausschließlich Kohlendioxid abgetrennt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die C3+-reiche Fraktion (7) wenigstens einem weiteren Zerlegeprozess (E) zugeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilstrom der Kohlenwasserstoff-reichen Einsatzfraktion (1') nicht der ersten Sauergas-Wäsche (A) zugeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Sauergas-Wäschen (A, F) verwendete Waschmittel mittels einer oder mehrerer Pumpen bzw. Pumpenpaare von der gemeinsamen Regeneriereinheit (G) in die Sauergas-Wäschen (A, F) gefördert wird.
  6. Vorrichtung zum Abtrennen einer C2-reichen Fraktion aus einer Kohlenwasserstoffreichen Einsatzfraktion, aufweisend eine erste Sauergas-Wascheinheit, in der die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion einer Sauergas-Wäsche unterworfen wird, eine der Sauergas-Wascheinheit nachgeschaltete erste Zerlegeeinheit, in der die Kohlenwasserstoff-reiche Einsatzfraktion in wenigstens einem Demethanizer in eine C1-reiche und eine C2+-reiche Fraktion aufgetrennt wird, eine der ersten Zerlegeeinheit nachgeschaltete zweite Zerlegeeinheit, in der die C2+-reiche Fraktion in wenigstens einem Deethanizer in eine C2-reiche und eine C3+-reiche Fraktion aufgetrennt wird, und eine zweite Sauergas-Wascheinheit, in der die in der zweiten Zerlegeeinheit gewonnene C2-reiche Fraktion einer Sauergas-Wäsche unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sauergas-Wascheinheiten (A, F) mit identischen Waschmitteln betrieben werden und beiden Sauergas-Wascheinheiten (A, F) eine gemeinsame Regeneriereinheit (G), die der Regenerierung des in den Sauergas-Wascheinheiten (A, F) verwendeten Waschmittels dient, zugeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Zerlegeeinheit (D) wenigstens eine weitere Zerlegeeinheit (E), in der die in der zweiten Zerlegeeinheit (D) gewonnene C3+-reiche Fraktion einer weiteren Zerlegung unterworfen wird, nachgeschaltet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Sauergas-Wascheinheit (A) eine Bypass-Leitung (1') zugeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Sauergas-Wäschen (A, F) und der gemeinsamen Regeneriereinheit (G) eine oder mehrere Pumpen bzw. Pumpenpaare, die der Förderung des in den Sauergas-Wäschen (A, F) verwendeten Waschmittels dienen, zugeordnet sind.
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