DE1768652B2 - Verfahren zum Gewinnen von Äthylen und Acetylen aus Crackgasen - Google Patents

Description

a) das Crackgas in wenigstens zwei Stufen komprimiert, wobei der Druck in jeder folgenden Kompressionsstufe erhöht und die komprimierten Crackgase fraktioniert werden,

b) aus dem komprimierten und fraktionierten Crackgas, Acetylen durch ein Lösungsmittel absorbiert und das Äthylen ableitet,

c) in der Absorptionslösung enthaltenes Ammoniak in mindestens zwei Stufen durch Entspannung abtreibt, wobei der Druck in jeder folgenden Entspannungsstufe so verringert wird, daß der Druck in jeder Entspannungsstufe mindestens dem Eintrittsdruck in eine der Kompressionsstufen für das Crackgas entspricht, und das Äthylen aus jeder Entspannungsstufe in eine seinem Druck entsprechende Kompressionsstufe zurückführt, und

d) das Acetylen aus der verbleibenden Lösung abtreibt und das Lösungsmittel zurückführt.

Bei der Herstellung von Äthylen durch Spaltung von Kohlenwasserstoffen in Reaktoren treten mit wachsender Spaltentemperatur größere Mengen an Acetylen auf, das eine Gefahrenquelle darstellt. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, das Acetylen aus Crackgasen zu entfernen. Vorliegendsir Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Äthylen aus Crackgasen in reiner Form und das als Verunreinigung vorliegende Acetylen als ein brauchbares Nebenprodukt zu gewinnen.

Bekannt ist, Acetylen aus dem durch Crackung erhaltenen Äthylen durch Hydrierung oder durch Absorption mittels eines selektiven Lösungsmittels zu entfernen. Beide Verfahren werden technisch angewendet und ermöglichen im hohen Ausmaße die Entfernung von Acetylen. Wenn auch die Hydrierung weniger aufwendig ist, hat sie den Nachteil, daß ein Teil des Äthylens durch Überführung in Äthan verlorengeht und das als Acetylen vorliegende Nebenprodukt völlig zerstört wird.

Aus dem von S t a η t ο η in Petroleum Refiner, 38, 1959, Nr. 3, S. 209 bis 214, veröffentlichten Aufsatz ist bekannt, zur Lösung der vorliegender Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe eine Vor-Abtreibkolonne und Dimethylformamid als Lösungsmittel zu verwenden. Hinsichtlich der mit der Isolierung und Handhabung von Acetylen verbundenen Gefahren weist S t a η t ο η darauf hin, daß es zwar wünschenswert ist, den Absorber bei hohen Temperaturen, die Vor-Abtreibekolonne und die Abtreibekolonne dagegen bei niedrigen Drücken zu betreiben, da am Ende des Absorptionssystems die Konzentration an Acetylen hoch ist. Aus Sicherheitsgründen wird nach S tan ton die Konzentration des Acetylens auf 5 Molprozent im Äthylen bei Betriebsdrücken von 28,1 kg/cm² und als Höchstdruck 1,27 kg/cm² für das in der Abtreibekolonne anfallende Acetylen vorgeschrieben.

Auch das Verfahren vorliegender Erfindung beruht auf einer Absorption des Acetylens mittels eines Lösungsmittels bei erhöhtem Druck und Desorption der Lösung bei stufenweiser Druckabnahme. Die Durchführung dieses Verfahrens ergibt sich aus dem Patentanspruch. Die Koordination der in der Ent-

spannungsstufe herrschenden Drücke mit den Drükken in der für das gecrackte Gas dienenden Kompression macht es gegenüber dem Stanton-Verfahren vorteilhaftenveise überflüssig, die zurückgeführten Gasströme getrennt für sich zu komprimieren. Durch

die Zurückführung des bei der Entspannung anfallenden Äthylens mit dem Druck, bei dem es bei der Entspannung gewonnen wird, werden die mit der Isolierung und Handhabung von Äthylen verbundenen Gefahren vermieden. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den weiteren Vorteil auf, daß eine Vor-Abtreibekolonne nicht mehr erforderlich ist. Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die die letzte Entspannung verlassende Acetylenlösung vor der Trennung des Acetylens aus der Lösung bei

atmosphärischem Druck erwärmt oder mit reinem Acetylen behandelt, um jedes rückständige Äthylen aus der Lösung abzutrennen, das dann komprimiert und zu der Kompressionsstufe des Äthylenherstellungsverfahrens zurückgeführt wird.

Die US-Patentschrift 29 09 579 betrifft ein Verfahren zum Gewinnen von Äthylen aus Koksofengas durch eine stufenweise Absorption mit Benzol bei einem Druck von 8 bis 20 Atmosphären und einer stufenweisen Reduktion zum Freisetzen von Äthylen und leichteren Kohlenwasserstoffen aus dem Lösungsmittel. Stufenweise Flash-Verdampfung von Äthylen und leichteren Kohlenwasserstoffen aus dem Lösungsmittel wird in Spalte 2, Zeilen 36 bis 42, und in Spalte 4, Zeile 70, bis Spalte 5, Zeile 11, beschrieben.

Nach der Flash-Verdampfung werden das Äthylen und höhere Kohlenwasserstoffe durch aktive Kohle absorbiert, während die leichteren Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Kohlenmonoxid und auch Wasserstoff, entweichen. Das Äthylen und die höheren Kohlenwasserstoffe werden dann aus der aktiven Kohle mittels Dampf freigesetzt und das Äthylen von den schwereren Kohlenwasserstoffen durch eine Fraktion bei niedriger Temperatur getrennt.
Bei dem bekannten Verfahren ist Acetylen in einem Äthylenstrom überhaupt nicht enthalten; es liegt auch kein Acetylen in dem Äthylenstrom vor, das unter Druckverminderung abgetrieben wird; es liegt auch, kein Acetylen in dem als Lösungsmittel verwendeten. Benzol vor. Beim Verfahren vorliegender Erfindung erfolgt zwar auch eine Flash-Verdampfung vom Äthylen durch Druckverminderung, aber diese Verdampfung erfolgt aus einer Acetylen enthaltenden Lösung. Um den mit der Handhabung von Acetylen verbundenen Explosionsgefahren zu begegnen, sind gemäß vorliegender Erfindung die Flash-Verdampfungsstufen mit der Komprimierung der gecrackten Gase der Äthylenanlage koordiniert, derart, daß die Flash-Verdampfungsstufen mindestens den Druck vorzugsweise einen höheren Druck als den des Crackgases aufweisen. Beim Verfahren der Erfindung werden demnach die durch Flash-Verdampfung erhaltenen Athylenströme, die gefährliches Acetylen enthalten können, mit großen Mengen gecrackten Gases

Or der Wiederkomprimiening gemischt und auf diese ,Veise hohe Konzentrationen von Acetylen bei hohen Drücken vermieden. Die für das Verfahren der US- -itentschrift 29 09 579 vorgesehenen Flash-Veriampfungsstufen haben mit einer sicheren Handtiabung von Acetylen nichts zu tun.

Die britische Patentschrift 10 63 42° betrifft das in der Äthylentechnologie als »demethanization and hydrogen purification system« bezeichnete System. Der Zweck eines solchen Systems ist die Abscheidung \ on Methan und Wasserstoff aus einem an Äthylen reichen Kohlen-.iasserstorTstrom. Nach der Entfernung des Methans und Wasserstoffs wird der verbleibende Äthylenstrom fraktioniert, um ein Äthylen hoher Reinheit aus dem Gemisch aus Äthylen und Äthan zu erhalten. Diese Entgegenhaltung betrifft nicht die Gewinnung von Äthylen und Acetylen aus Crackgasen. Acetylen liegt in dem nach dem bekannten Verfahren aufzuarbeitenden Gasstrom überhaupt nicht vor. Dieserhalb sei insbesondere auf die Tabelle III der britischen Patentschrift hingewiesen. Aus der Seite 2, Zeilen 25 bis 30, der Entgegenhaltung geht hervor, daß das Acetylen vor der Demethanisation entfernt worden ist. Es wird auf Seite 1, Zeilen 85 bis 90, darauf hingewiesen, daß das Acetylen sowohl vor 2:5 als auch nach der Gewinnung des Äthylens entfernt werden kann.

Auch durch die deutsche Auslegeschrift 11 71 418 wird das Verfahren vorliegender Erfindung weder vorweggenommen noch nahegelegt.

Die Auslegeschrift entspricht weitgehend der britischen Patentschrift 10 63 420, da die Auslegeschrift es im wesentlichen mit einem »demethanization system« und einem darauffolgenden »deethanizer« und einer Vorrichtung zum Fraktionieren von Äthylen-Äthan zu tun hat. In dieser Auslegeschrift ist mit keinem Wort von der Gewinnung von Acetylen aus einem Äthylenstrom die Rede; das bekannte Verfahren hat es ausschließlich mit der stufenweisen Abtrennung von Äthan, Äthylen, C₃-Kohlenwasserstoffen und schwereren Kohlenwasserstoffen aus einem Kohlenwasserstoffstrom zu tun, um praktisch reines Äthylen zu erhalten.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung in Form eines Fließbildes veranschaulicht.

Der zu crackende Kohlenwasserstoff wird in die Crackungsstufe 10 geleitet; der Kohlenwasserstoff kann Äthan, Propan, Butan, Pentan, Naphtha, Gasöl oder Mischungen dieser Kohlenwasserstoffe aufwei- 5<> sen und z. B. 97 Molprozent Äthan und 3 Molprozent Methan und Propan oder 90 Gewichtsprozent Propan, 2 Gewichtsprozent Äthan und 8 Gewichtsprozent Butan enthalten. Der zu crackende Kohlenwasserstoff kann auch kleinere Mengen von Verunreinigungen, wie Schwefel, Wasser und Stickstoff enthalten, und zwar nur in Spuren. Im allgemeinen ist es erwünscht, den Kohlenwasserstoff in ein Produkt überzuführen, das mindestens 99,9 Gewichtsprozent Äthylen und weniger als 5 mg/kg Acetylen enthält.

Im allgemeinen werden die Kohlenwasserstoffdämpfe bei Raumtemperatur unter Druck der Crackstufe zugeführt und in den Cracköfen auf eine über etwa 800° C liegende Temperatur mit überhitztem Dampf erhitzt, um die gewünschte Crackling zu erreichen. Die Crackung von vorwiegend Äthan- bzw. vorwiegend Propankohlenwasserstoffen ist be-

Die die Crackstufe 10 verlassenden gecrackten Kohlenwasserstoffe werden vorzugsweise unmittelbar nach dem Verlassen der Cracköfen in einem in der Durchgangsleitung liegenden Wärmeaustauscher gekühlt. Diese unmittelbare Kühlung gewährleistet die Herstellung eines Crackproduktes, das einen hohen Äthylengehalt hat.

Die gekühlten gecrackten Kohlenwasserstoffe treten dann in eine Vorreinigungsstufe 20 ein, in der sie weiter gekühlt und einer Vorfraktionisrung zur Entfernung von schweren Kohlenwasserstoffen unterworfen werden. In der Reinigungsstufe 20 wird das gecrackte Gas im Gegenstrom zu einem Wasserrücklauf geführt, wobei die schweren Kohlenwasserstoffe kondensiert und das Kondensat aus dem unteren Teil des Wasserturmes abgezogen werden. Das nicht kondensierte Gas strömt aus dem oberen Teil des Wasserturmes der Reinigungsstufe 20 und strömt durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Auffang-Trommel, in der jegliche mitgenommene Flüssigkeit entfernt wird, zur ersten Stufe 32 der Verdichtungsstufe 30.

Das gecrackte Gas wird in der Verdichtungsstufe 30 in Stufen auf einen sehr hohen Druck verdichtet. Diese Verdichtung führt zur Kondensation weiterer Kohlenwasserstoffe mit längerer Kette und fördert die Reinigung des Äthylens. Diese Verdichtung wird vorzugsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, in vier Stufen durchgeführt, wobei der auf das Gas ausgeübte Druck in jeder Stufe erhöht ist. Die Verdichtung kann z. B. in folgender Weise erfolgen: in der ersten Stufe 32 von etwa 1,76 bis etwa 3,52 kg/cm², in der zweiten Stufe 34 von etwa 3,52 bis etwa 7,03 kg/cm², in der dritten Stufe 36 von etwa 7,03 auf etwa 14,1 kg/cm² und in der vierten Stufe 38 auf 28,1 kg/cm² oder einen höheren Druck. (Die angegebenen Drücke sind absolute.)

Die zwischen den Kompressionsstufen angeordneten Abscheider 42, 44 und 46 kühlen und trennen kondensierte Kohlenwasserstoffe und Wasser aus dem gecrackten Gasstrom ab. Einer dieser Abscheider, vorzugsweise der letzte Abscheider 46, kann mit einem Alkaliwäscher versehen sein, um gegebenenfalls saure Bestandteile aus dem Gasstrom durch Absorption zu entfernen.

Das die vierte Stufe 38 der VerdichUingsstufe 30 verlassende gecrackte Kohlenwasserstoffgas wird durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtung gekühlt und getrocknet und zu der Vorfraktionsstufe 50 geleitet, in der die Hauptäthylenfraktion in bekannter Weise abgeschieden wird, und zwar zunächst von Methan und Wasserstoff, die als Destillat abgehen, und dann von Propylen und schwereren Kohlenwasserstoffen, von welchen das Äthylen als Destillat abgetrennt wird. Der die Vorfraktionsstufe 50 verlassende Äthylenstrom enthält kleinere Mengen Äthan und Acetylen als Verunreinigungen.

Das in dem Äthylen enthaltene Acetylen wird in der Stufe 60 gewonnen, die folgende Einrichtungen aufweist: (1) einen Absorber 62, in dem das Äthyler und Acetylen durch eine in Gegenstrom durchgeführt« Lösungsmittelabsorption getrennt werden, (2) Ent spannungstrommeln 64 und 66 und einen Vorstrip per 68, in welchen das Acetylen durch Verdampfunj und Entfernung restlichen Äthylens aus der Acetylen lösung gereinigt wird, und (3) einen Wärmestrippe 72, in welchem gereinigtes Acetylen aus dem als Ab sorptionsmittel dienenden Lösungsmittel befreit wird In Wasserw'aschern 65, 67 und 69 werden die aus dei

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Entspannungstrommeln 64 und 66 bzw. der Vorstrip- Das als Destillat abgehende, lösungsmittelfreie

per 68 kommenden Äthylenströme gewaschen, um Äthylen wird dann zu der Resthydrierungsstufe 90

kleinere Mengen verdampften Lösungsmittels zu ent- geleitet, die von kleiner Leistungsfähigkeit sein kann

fernen, bevor diese Äthylenströme durch die Leitun- und hauptsächlich zur Sicherung dafür dient, die

gen 74, 76 und 78 im Kreislauf wieder zu der Korn- 5 praktisch zu vernachlässigenden Mengen von Ace-

pressionsstufe 30 zurückgeführt werden. tylen, die gegebenenfalls in dem Äthylen nach der

Der die Absorptionskolonne 62 als Destillat ver- Lösungsmittelabsorption im Absorber 62 vorhanden lassende Äthylenstrom wird zwecks Hydrierung rest- sind, zu entfernen. Der hydrierte Äthylenstrom geliehen Acetylens in die Stufe 90 geleitet, in der das langt durch eine Endäthylenfraktionsstufe 100, in Äthylen in Gegenwart eines für die Hydrierung von io der das gereinigte Äthylen von kleineren Mengen Acetylen hochselektiven Katalysators in Berührung von Methan und Äthan abgetrennt wird. Diese abgemit Wasserstoff hohen Reinheitsgrades gebracht wird. trennten Verunreinigungen werden dann im Kreisln der Hydrierungsstufe 90 wird auf diese Weise jedes lauf zu der Crackungsstufe 10 bzw. der Verdichtungsrestliche Acetylen entfernt, das in dem den Absorber stufe 30 zurückgeführt.

62 als Destillat verlassenden Äthylenstrom als Ver- 15 Das als Ablauf von dem Absorber 62 abgenom-

unreinigung enthalten ist. mene acetylenreiche Lösungsmittel, vorzugsweise Di-

Das acetylenfreie Äthylen gelangt dann von der methylformamid, wird durch eine Reihe von Entspan-Hydrierungsstufe 90 zur Äthylenfraktionsstufe 100, nungsbehältern 64 und 66 geführt, die unter Drücken in der das gereinigte Äthylen von jeglichem mit dem betrieben werden, die denen entsprechen bzw. etwas Wasserstoff in die Hydrierungsstufe 90 eingeführten 20 größer sind, weichen die gecrackten Kohlenwasser-Methan sowie auch von in dem Äthylen als Verun- stoffgase in den verschiedenen Verdichtungsstufen in reinigung enthaltendem Äthan befreit wird. Zunächst der Verdichtungsstufe 30 unterworfen werden. Nach wird das Methan als Destillat von dem flüssigen einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegen Gemir.rh ar- Athv'cn und Athan und dann das Äthy- drei Verdichtungsstufen für das gecrackte Kohlenlen von dem flüssigen Äthan abgeschieden, das als 25 wasserstoffgas vor sowie zwei Entspannungs-Ver-Rücklauf aus der Äthylenfraktionierungsstufe 100 dampfungsstufen, wie sie in den Entspannungstromentfernt wird. mein 64 und 66 gemäß der Zeichnung berücksichtigt

Zur Entfernung des Acetylens wird der aus der sind.

Vorfraktionierungsstufe 50 kommende Äthylen-Ace- Der auf das Lösungsmittel-Acetylen-Gemisch an-

tylen-Gasstrom durch die Leitung 55 in den Absor- 30 gewandte Druck wird in jeder der aufeinanderfolgen-

ber 62 in der Nähe dessen Boden eingeführt. Der den Entspannungstrommeln verringert, um durch die

Gasstrom wird dann durch den Absorber 62 geführt, Entspannung restliches in dem Lösungsmittel-Ace-

in welchem er im Gegenstrom mit einem herabströ- tylen-Gemisch als Verunreinigung vorliegendes Äthy-

menden Strom eines geeigneten Lösungsmittels ge- len zu verdampfen. Die Anwendung von mehreren

führt wird, das selektiv das Acetylen aus dem Gas- 35 Entspannungstrommeln verringert die Menge Ace-

strom absorbiert. tylen, die mit den Äthylen-Verunreinigungen durch

Das Lösungsmittel wird durch Leitung 61 in dem Entspannung verdampft, und diese Verringerung des

oberen Teil des Absorbers 62 eingeführt. Das bevor- Acetylengehaltes der aus den Entspannungstrommeln

zugte Lösungsmittel ist Dimethylformamid. Andere 64 und 66 entweichenden Destillate verringert im

geeignete Lösungsmittel sind Aceton, Butyrolaceton, 40 Zusammenhang mit der Maßnahme vorliegender Er-

Dialkylacetamide und Tetra-alkylharnstoffe der Art, findung, das durch Entspannung entweichende Äthy-

wie sie in der USA.-Patentschrift 21 46 448 beschrie- len in die Kompressionsstufe 30 zurückzuführen, die

ben sind, ferner Carbonsäureester, flüssige aliphati- Gesamtkosten der Anlage.

sehe Ketone, Polyglycole, Polyglycoläther und Poly- Bekannte Äthylenanlagen weisen in der Regel eine

glycolester und Lactone, wie sie in der USA.-Patent- 45 aus drei Katalysatorbehältern bestehende Hydrie-

schrift 27 62 453 beschrieben sind. rungseinheit, Wärmeaustauscher sowie Vorrichtungen

Um eine selektive Absorption von Acetylen zu zur Katalysatorregenerierung auf. Anlagen, die auf

gewährleisten, wird das Lösungsmittel vorzugsweise der Trennung durch Absorption von Acetylen be-

mit Äthylendampf vorgesättigt und in einem Kühler ruhen, erfordern besondere Kühlung, Vorrichtungen

mittels eines Kühlmittels hoher Wirksamkeit, wie 50 zur Absorption von Acetylen, und Kompressoren, die

Propan, Propylen oder Ammoniak, plötzlich auf etwa in Verbindung mit jeder Entspannungseinheit des

— 15° C oder tiefer abgekühlt. Die Verwendung von restlichen Äthylen trennenden Systems betrieben wer-

Äthylendampf zur Sättigung und die folgende Küh- den. Für das Verfahren vorliegender Erfindung ist

lung mit flüssigem Propylen od. dgl. wird gegenüber diese kostspielige Ausrüstung wegen der Rücklauf-

der Verwendung von flüssigem Äthylen als Sättigungs- 55 leitungen 74 und 76 überflüssig, durch welche das aus

mittel wegen der niedrigeren Kosten bevorzugt; selbst- den Entspannungstrommeln 64 und 66 als Destillat

verständlich kann gegebenenfalls auch eine Sättigung entweichende Äthylen zu der Verdichtungsstufe 30

mit flüssigem Äthylen erfolgen. geleitet wird.

Das als Destillat aus dem Absorptionsturm 62 ab- Beim Betrieb der Entspannungstrommeln tritt das gehende gereinigte Äthylen enthält eine kleinere 60 im allgemeinen im Absorber 62 unter einem Druck Menge mitgenommenen Lösungsmittels, das als von mehr als 21,1 kg/cm²/a bestehende Lösungsmit-Dampf oder Nebel in dem Gasstrom enthalten ist. tel-Acetylen-Gemisch in die Entspannungstrommel 64 Das Lösungsmittel wird durch Waschen des Gas- ein, in der der Druck vorzugsweise auf einen solchen stromes entweder in einigen im oberen Teil des erniedrigt wird, der dem Eintrittsdruck der dritten Turmes 62 vorgesehenen Böden oder in einem be- 65 Stufe 36 der Verdichtungsstufe 30 entspricht, z. B. sonderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Wasch- unter einem Druck, der etwas höher als 7,03 kg/cm²/a behälter mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie ist. Durch die Druckerniedrigting wird in dieser Entflüssigem Äthylen, gewaschen. Spannungstrommel auch etwas Acetylen verdampft,

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das als Destillat durch die Leitung 63 zu dem Wasser- entweichenden, im Kreislauf geführten Ströme mit

Wäscher 65 gelangt. großen Volumina gecrackten Kohlenwasserstoflgasen

In dem Wäscher 65 wird der Äthylen-Acetylen- in den Leitungen 31, 33 und 35 vor der Wiederver-Strom im Gegenstrom mit Wasser in Berührung ge- dichtung dieser Destillat-Äthylen-Ströme gemischt, bracht, um verdampftes oder mit dem Gasstrom mit- 5 Diese vor der Wiederverdichtung erfolgende Vorgeführtes Lösungsmittel zu entfernen. Die lösungs- mischung vermeidet die mit der Handhabung von mittelhaltigen Waschwässer werden vorzugsweise zu Acetylen hoher Konzentrationen bei hohen Drücken der nächsten Waschstufe 67 geführt, um die entspann- bestehenden Gefahren und trägt so zur sicheren ten Gase zu waschen und auf diese Weise den Auf- Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei. wand an Wasser und die Verluste an Lösungsmittel io Nach der bevorzugten Ausführung der Erfindung zu verringern. Das als Destillat aus dem Wäscher 65 erfolgt die Rückführung des aus dem oberen Teil der abgehende, lösungsmittelfreie Äthylen-Acetylen-Ge- Entspannungstrommeln und des Vor-Abstreife;rs entmisch gelangt durch Leitung 74 zur Leitung 35, die weichenden Äthylens zu verschiedenen Verdichtungsdas Gemisch zur dritten Stufe 36 der Kompressions- stufen, die mit Eintrittsdrücken betrieben werden, die stufe 30 führt. Da der Druck in der Entspannungs- 15 etwas niedriger als der Entspannungsdruck in der enttrommel 64 etwas größer als der Eintrittsdruck der ddt- sprechenden Entspannungstrommel oder Vor-Abten Kompressorstufe 36 ist, z. B. etwa 7,52 kg/cm²/a, streifer sind. Es sei indes darauf hingewiesen, daß die im Verhältnis zu 7,03 kg/cm²/a, wird das aus der Ent- aus dem oberen Teil jeder Entspannungstrommel und Spannungstrommel entweichende Äthylen leicht zur des Vor-Abstreifers entweichenden Dampfströme dritten Kompressionsstufe 26 zurückgeführt. 20 auch zu einer einzigen Eintrittsstelle der Verdich-

Der flüssige Ablauf der Entspannungstrommel 64 tungsstufe 30 oder zu irgendeiner gewünschten Zahl

wird zur Entspannungstrommel 66 geleitet, in der der von Stellen in die Verdichtungsstufe zurückgeführt

Druck weiter verringert wird, z. B. auf etwas über werden können. Das einzige Erfordernis ist, daß der

3,52 kg/cm²/a. Diese weitere Druckverringerung führt Entspannungsdruck mindestens so groß, vorzugsweise

zur weiteren Verdampfung restlicher, ebenfalls eine 25 etwas größer als der Eintrittsdruck an der Stelle der

kleine Menge Acetylen enthaltender Verunreinigun- Verdichtungsstufe ist, wo die durch Entspannung er-

gen. Der durch Entspannung entwickelte Dampfstrom haltenen Gasströme ihren Kreislauf wieder beginnen,

gelangt oben aus der Kolonne durch die Leitung 71 Die äthylenfreie, acetylenreiche Lösung gelangt von

durch den Wasser-Wäscher 67 und dann durch Lei- dem Vor-Abstreifer 68 zu dem Abstreifer 72, in dem

tung 76 zu der Einlaßleitung 33 in den Kompressor 30 das Acetylen aus dem Lösungsmittel durch Wärme

34 der zweiten Verdichtungsstufe. Der zweite Korn- abgetrieben und zur Lagerung bzw. zum Verbrauch

pressor 34 wird mit einem Eintrittsdruck betrieben, weiter befördert wird. Ein Teil dieses gereinigten

der etwas niedriger ist als der in der Entspannungs- Acetylens kann im Kreislauf zu dem Vor-Abstreifer

trommel 36 herrschende Druck, um die Strömung des 68 zurückgeführt werden.

aus dem oberen Teil der Entspannungstrommel 66 35 Das aus dem unteren Teil des Abstreifers 72 ententweichenden Dampfes zu dem Kompressor 34 zu nommene schwache Lösungsmittel wird in den erleichtern. Wärmeaustauscher 79 und 81 vorzugsweise im

Die als Rücklauf aus der Entspannungstrommel 66 Wärmeaustausch mit der für den Abstreifer 72 und

entnommene Acetylenlösung wird durch Leitung 73 dem Vor-Abstreifer 68 vorgesehenen Beschickung ge-

zu dem Vorstripper 68 geleitet, in dem das restliche 40 führt, das in einem in der Zeichnung nicht darge-

Äthylen aus der Lösung durch Abstreifen unter atmo- stellten Wärmeaustauscher mittels eines von außen

sphärischem Druck entfernt wird. Zu diesem Zweck einwirkenden Kühlmittels auf etwa -15⁰C oder

wird durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel tiefer gekühlt und dann durch Leitung 82 zu dem

dem unteren Teil des Vorstreifers reines Axetylen Absorber 62 zurückgeführt wird, um den Absorptions-

und/oder Außenwärme zugeführt, um das restliche 45 zyklus zu wiederholen. Die in Leitung 82 zurückge-

Äthylen als Gas aus der acetylenreichen Lösung zu führte Absorptionslösung wird in frischer Absorp-

entfernen. tionslösung gemischt, die durch Leitung 61 in der

Vorzugsweise erfolgt Vor-Abstreifen durch Erhit- Absorber 62 geführt wird.

zen der Acetylenlösung bei atmosphärischem Druck, Zum klareren Verständnis der Erfindung dient das

während gleichzeitig dem Vor-Abstreifer 68 reines 50 folgende Beispiel.

Acetylen zugeführt wird. Das aus dem Vor-Abstreifer Beispiel 68 als Destillat entweichende Äthylen-Acetylen wird

in einem mittels eines Motors 77 betriebenen Gebläse Die Herstellung von Äthylen erfolgt nach dem ir

75 auf einen höheren Druck gebracht, als dem Be- der Zeichnung veranschaulichten Verfahren. Das zi

triebsdruck der ersten Kompressorstufe 32 der Ver- 55 crackende Material bestand aus einem aus Schwer

dichtungsstufe 30. Das Gebläse 75 kann z. B. das aus benzin bestehenden Kohlenwasserstoff folgender Zu

dem Vor-Streifer 68 entweichende Destillat auf einen sammensetzung:

Druck bringen, der etwas höher als 1,76 kg/cm²/a ist, Paraffin? τ: -το,

wenn der Kompressor 32 bei einem Eintrittsdruck UnZrlffiL 11 00 °

von etwas weniger als 1,76 kg/crtfVa betrieben wird. 6₀ r Hemtasserstoffe S'

Das komprimierte aus dem Vor-Abstreifer 68 ent- C_s-Koh enwa e offe 7,0 0

weichende Destillat gelangt dann durch den Wasser- li_aten η ? °

wäscher 69 und die Leitung 78 zu der Leitung 31 und GeTmtschwefel ?? η Trili

aus dieser in die erste Stufe 32 der Verdichtungs- Gesamtschwefel P'PJ?

stufe 30. 65 je Million

Gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung Dieser Kohlenwasserstoff wird verdampft und ge

werden die aus den EntspannungstRimmeln 64 und 66 crackt, einer Vorreinigung unterworfen und dann ii

und dem Vor-Abstreifer 68 bei niedrigem Druck vier Stufen komprimiert; der Eingangsdruck in di

r.-.y»

erste Kompressionsstufe beträgt 1,62 kg/cm'²/a, zur zweiten Kompressionsstufe 3,30 kg/cm²/a und zur dritten Kompressionsstufe 7,03 kg/cm²/a. In der vierten Kompressionsstufe wird der Druck der gecrackten Gase auf etwa 33 Bars (etwa 33,7 kg/cm^ä/a) gebracht; bei diesem Druck werden die Gase in die Vorfraktionierungsstufe übergeführt.

Bei diesem Beispiel wird die Absorberkolonne bei einem Druck von 24,5 kg/cm²/a und einer Temperatur von -17,8⁰C betrieben; die erste Entspannungstrommel wird bei einem Druck von 7,52 kg/cm'-/a und einer Temperatur von —17,8° C und die zweite und Endentspannungstrommel bei einem Druck von 3,73 kg/cm²/a und einer Temperatur von -17,8⁰C betrieben. Der Vorabstreifer wird bei einer Temperatur von -3,89⁰C und einem Druck von 1,05 kg/

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cm²/a, d. h. bei etwa atmosphärischem Druck betrieben. Der aus dem Vorabstreifer über Kopf abgezogene Strom wird in dem Gebläse zur Überführung in die erste Kompressionsstufe auf einen Druck von 1,83 kg,'cm-/a komprimiert.

Der Abstreifer wird bei einer Temperatur von 163° C und einem Druck von 1,48 kg/cm²/a betrieben., und Dampf mit einem Druck von 18,6 kg/cm²/a dient; als Hei2:medium.

ίο Ein Gesamtmaterialienverhältnis wird durch Messen und Analysieren der Beschickungen und Produktionsströme zu jeder einzelnen Vorrichtung der Anlage in der Acetylengewinnungsanlage eingestellt. Das Materialienverhältnis ist in der folgenden Tabelle wieder·· gegeben; alle Mengen beziehen sich auf Mol je Stunde.

Ströme	Absorber-	Absorber-	Schwaches	Absorber-	1. Stufe	1. Stufe
	Beschickung	Destillat	Dimethyl	Destillations	entspannter	entspannte
			formamid	rückstand	Dampf	Flüssigkeit
Methan	1,90	1,90
Acetylen	15,85	0,15		15,70	1,45	14,25
Äthylen	1397,20	1338,54		58,66	43,95	14,71
Äthan	303,93	297,20		6,78	5,75	1,03
Propylen	5,01	4,90		0,11	0,09	0,02
DMF			135,00	135,00		135,00
Gesamt, Mol/Std.	1723,94	1642,69	135,00	216,25	51,24	165,01
(Fortsetzung)
Ströme	2. Stufe	2. Stufe	Vorabstreifer-	Vorabstreifer-	Abtrieb-	Acetylen-
	entspannter	entspannte	Destillat	Destillations-	acetylen	produkt
	Dampf	Flüssigkeit		rückstand

Methan	0,41	13,84	1,39	28,96	16,51	12,45
Acetylen	7,22	7,49	7,44	0,11	0,06	0,05
Äthylen	0,65	0,38	0,38
Äthan	0,02
Propylen		135,00		135,00
DMF	8,30	156,71	9,21	164,07	16,57	12,50
Gesamt, Mol/Std.

Das vorstehend wiedergegebene Materialienverhältnis zeigt, daß die Beschickung zum Absorber vorwiegend aus Äthylen besteht, das etwa 15 Molprozent Äthan und beachtlich geringe Mengen an Methan, Acetylen und Propylen enthält. Das auf den Absorber gegebene Lösungsmittel ist Dimethylformamid. Das Destillat des Absorbers enthält das gesamte in der Beschickung vorliegende Methan, mehr als 98°/o des in der Beschickung vorliegenden Äthans und Propylens, aber weniger als 1 °/o Acetylen, das in der auf den Absorber gegebenen Beschickung vorliegt.

Das als Verunreinigung vorliegende Methan, Äthan, Propylen und Acetylen wird von dem Äthylenproduktstrom in der Hydrierungs- bzw. Äthylenfraktionierungsstufe der Anlage entfernt, wie es in der Zeichnung veranschaulicht ist.

Die den unteren Teil des Absorbers verlassende Lösung enthält mehr als 99 °/o des in der Beschikkung des Absorbers vorliegenden Acetylens, das gesamte in den Absorber eingeführte Lösungsmittel, beachtliche Mengen von Äthylen als Verunreinigung und kleinere Mengen von Äthan und Propylen ebenfalls als Verunreinigung. Das den unteren Teil des Absorbers verlassende Lösungsmittel gelangt zu dei ersten Entspannungstrommel, aus welcher als Dampfstrom folgende als Verunreinigung vorliegende Mengen abgehen: etwa 75 °/o Äthylen, etwa 85 °/o Äthar

und mehr als 80 °/o Propylen, und mit diesen Verunreinigungen gehen weniger als lO°/o des aus den Absorber durch das Lösungsmittel gelösten Acetylen! ab. Aus der zweiten Entspannungstrommel gehen ali Dampfstrom etwa die Hälfte des restlichen Äthylens

Äthans und Propylens ab, und der restliche. Teil dei Verunreinigungen wird praktisch vollständig in den Vorabstreifer aus der Acetylenlösung entfernt. Die au: dem Vorabstreifer, der zweiten und ersten Entspan nungstrommel abgehenden Dampfströme werden mi

Wasser gewaschen und in die erste, zweite bzw. dritti Stufe der Kompressionseinrichtung geführt.

Ein Teil des in dem Abstreifer von der Dimethyl formamidlösung abgetrennten Acetylens und das rest liehe, aus dem Abstreifer austretende Acetylen wiiri

einem Lager oder einer Verbrauchsstelle zugeführt Das fertige Acetylenprodukt, sowohl das gelagert wie dem Verbrauch zugeführte und das in dem Vor abstreifer im Kreislauf zurückgeführte, enthält al

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einzige Verunreinigung weniger als etwa 0,4 Molprozent Äthylen.

Das gereinigte, von dem Acetylen in dem Abstreifer abgetrennte Dimethylformamid wird im Wärmeaustausch mit der Beschickung für den Abstreifer und den Vorabstreifer geführt und dann mit flüssigem Propylen auf etwa —15° C gekühlt und auf den

Kopf des Absorptionsturmes für eine weitere Absorption von Acetylen zurückgegeben.

Aus dem vorstehenden Beispiel ergibt sich, daß das Verfahren der Erfindung sowohl ein gereinigtes Äthylen als Produkt sowie ein gereinigtes Acetylen als Nebenprodukt ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1993

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Gewinnen von Äthylen und Acetylen aus Crackgasen durch Absorption des Acetylene mittels eines Lösungsmittels bei erhöhtem Druck und Desorption der Lösung bei stufenweiser Druckabnahme, dadurch gekennzeichnet, daß man