DE2053244A1 - Verfahren zur Entfernung von Methan aus einer Äthylen, Methan und hoher siedende Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kohlenwasserstoff Beschickung - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Methan aus einer Äthylen, Methan und hoher siedende Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kohlenwasserstoff Beschickung

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DE2053244A1 DE19702053244 DE2053244A DE2053244A1 DE 2053244 A1 DE2053244 A1 DE 2053244A1 DE 19702053244 DE19702053244 DE 19702053244 DE 2053244 A DE2053244 A DE 2053244A DE 2053244 A1 DE2053244 A1 DE 2053244A1
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Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DlPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
PATENTANWÄLTE D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087
Fluor Corporation, Los Angeles, Calif,/USA
Verfahren zur Entfernung von Methan aus einer Äthylen,
Methan und höher siedende Kohlenwasserstoffe enthaltenden
Kohlenwasserstoff-Beschickung
Die Erfindung befasst sich mit der Verarbeitung von Craeic-Gasen, die von Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterialien herrühren. Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit Verfahrensmaßnahmen, die letzten Endes die wirtschaftliche Abtrennung
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ORIGINAL INSPECTED
maximaler Mengen von Äthylen aus solchen ausgangsmateriallen bezwecken. Die Erfindung stellt ein fahren zur Verfügung, welches zur Abtrennung von- Äthylen. Äthylen enthaltenden Ausgangsgasen geeignet ist. Letzter« enthalten nämlich typiseherweise neben Wasserfetoff erheblieh© Mengen Methan und verschiedene schwerere Stoffe* Wie ItJyIi^ Propan und Propylen. Mir die Erfindung ist besondere bedeutsam die wirksame Entfernung des Methans von dem Äthylen bfl relativ niedrigen Drüoken und bei mäßigen KiÖilteasperatureft, wodurch auf teuere Hoohdruckeinrichtungen und/oder teure Mathankühlanlagen verzichtet werden kann.
Die Abtrennung des Äthylens aus Äthylen.enthaltenden Oase» wird technisch in weitem Ausmaß durchgeführt. Die meisten Anlagen sehen im Mittelpunkt eine Methan-Sntfernungsvorrichtung vor, aus welcher das Methan am Kppf und das Äthylen am Boden abgenommen wird. Typische Betriebsbedingungen sind z.B. Drücke von 31*6 kg/cm in der Kolonne und Akkumulator-Temperaturen von etwa -35,6°C. Diese Kombination hält die Verluste an Äthylen gering (unter 1$) t ist aber insofern nachteilig als der hohe Druck in der Metiianentferniingsvorrichtung einen größeren Energiebedarf bedingt als er zum Abkühlen und für die Rohgaskompressoren erforderlioh ist. Bin erhöhter Druck in der Methanentfernungsvorrichtung stellt darüber hinaus noch einer hohen Ausbeute entgegen, da die Methan/Äthylen-Abtrennung bei erhöhten Drücken relativ söhwieriger 1st.
Durch die Erfindung wird zur Abtrennung des Äthylens e,in anderer Weg gewählt, bei welche« die Methan/Äthylen-Abtrennung bei relativ niedrigen Drüoken. erreicht wird und bei weloheis keine tieferen äußeren Kühltemperaturen angewendet werden müssen als sie bei der Verwendung von Äthylen möglich sind. Auf diese Weise werden die in der Anlage notwendigen Hoohdruckeinriöhtungen sehr stark verringert und die Betriebskosten dementsprechend gesenkt·
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Ein besonderes Merkmal besteht darin, daß die Motorenergie eines Expanders, beispielsweise eines Turbo-Expanders, der durch die Expansion eines Teils der Kopfdämpfe der Methan-Entfernungsvorrichtung angetrieben wird, dazu verwendet wird, ' um den zweiten Teil dieser Kopfdämpfe, die durch äussere Äthylenkühlung abgekühlt werden und teilweise kond-ensiert werden, zu komprimieren, wodurch für die Methanentfernungsvorx'ichtung ein Rückfluß vorgesehen wird, ohne daß eine äußere Methankühlung erforderlich ist.
Das beigefügte Fließschema zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung ergibt die Abtrennung des Methans während der Äthylengewinnung bei Temperaturen, die nicht niedriger sind als solche, die mit Äthylen-Kühlmitteln bei gewöhnlichen.Drükken, realisierbar sind, z.B. —98 C und bei einem Minimum an Hochdruckeinrichtungen. Darüberhinaus bringt das Verfahren der Erfindung die abgegebenen Energien mit dem Energiebedarf und die Heiz- mit den Kühlerforderniasen wirksam ins Gleichgewicht, wodurch sich eine hohe Betriebswirksamkeit ergibt.
Die beiliegende Zeichnung zeigt, daß die Beschickung durch die Leitung 1 mit einer Temperatur von im allgemeinen -4o,o°C bis + 15,60G und bei Drücken von 16,5 bis 38,7 kg/cm , z.B. mit
2
29*5 kg/cm , in die Anlage eintritt, Die durch die nachfolgenden Betriebsstufen verfügbaren kalten Prozess-Ströme werden vorteilhafterweise dazu verwendet, um die Beschickung vor ihrer Fraktionierung auf Temperaturen abzukühlen, bei welchen der Wasserstoff und das Methan aus der Beschickung flash - abgetrennt werden können, z.B. auf Temperaturen von -84,4 bis -95*60C Die Beschickung aus der Leitung 1 wird aufgeteilt, wobei ein erster Teil durch die Leitung 5 in den Wärmeaustauscher 2 geleitet wird. Beim Durchtritt durch die Leitung 3 wird dieser erste Teil der Beschickung in dem Wärmeaustauscher 4 einem Wärmeaustausch
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2053f*4
unterworfen, und zwar mit dem Produkt-Leitung 53 vor dem L©it#n des.ProduktStroms in die =folgende .Prozes^einrio&fcunjg, z.B. (hier nicht entf ernungSYorriohtung. Der erste Teil $$£· Besohiükung auch rait Hilfskiihlungs@3jiriohtungen, wie eiper Propyiea^ Kühlung im Wärmeaus taue oiler 5, einer Sthylen-Kühltmg Im Wärmeaustauscher 6, gekühlt werdön, wenn es wegen der gewünschten Temperatur in der Beschickung notwendig ist.
Der 2. Teil der Beschickung, kontrolliert durch ein.Vent.il J, umgeht die Wäraieaustauscher 4, 5 und 6 und gelangt duroJi-die Leitung 8 in den Wärmeaustauscher 9» worin dieser Teil der Beschickung durch Wärmeaustausch mit austretenden an Wasser-' stoff und Methan angereicherten Gasströmen in der Leitung Io bzw. 11 abgekühlt wird. ■ ■
Das äogekühlte Abgas3 und der zweite Teil der Beschickung werden durch die Leitung 12 in die Leitung 3 zurückgeführt um die Wiedervereinigung mit dem abgekühlten 1. Teil der Beschickung bei 15 vorzunehmen.
Somit gelangt die zuvor abgekühlte Beschickung in einen. Gas-Flüssigkeits-Separator 14, der ein Kontrollyen til l4a. aufweist, so daß die Beschickung in den Separator 14 mit etwa -84j.il·" C eintritt. In dem Separator 14 werden die .gasförmigen und flüssigenPhaserjfoei einem Druck von etwa 28,5 kg/cm flash *·_. abgetrennt. Die bei dieser Phasentrennung erhaltene Flash-Flüssigkeit wird aus dem Separator 14 durch die Leitung Ϊ5 als Bodenprodukt abgenommen und bildet die Haiiptbeschiekung -für < / ' die Methanentfernungszone, nachdem sie in dem Wärmeausta^ppher 2 auf die optimale Temperatur wiedererhitzt worden ist., JJjsr Flash-Dampf des Separators 14 wird durch die Leitung 16 am Kopf abgenommen und in dem Wärmeaustauscher YJ drastisch bei einem Druck von28,l kg/cm auf -134°C abgekühlt. Dies .g;®- schieht durch Wärmeaustausch mit sehr kalten gasförmigeia und flüssigen Methan, z.B. von -138,9°C, das durch die
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von der Dampfexpansion zugeführt wird. Der Flash-Dampf wird durch die Leitung 18 in den Gas-Flüssigkeitsseparator 19 geleitet, der ein Druekkontrollventil 19a besitzt. Die Flash-Dämpfe des Separators 19 bilden einen kalten, wasserstoffreichen Gasstrom, der durch die Leitung Io als Kühlungsstrom geleitet werden kann, um in dem Wärmeaustauscher 9 niit der Beschickung einem Wärmeaustausch unterworfen zu werden, bevor er das System, beispielsweise mit einer Temperatur von -46,70C* verlässt.
Die Flash-Flüssigkeit des .2. Flash-Vorgangs in dem Separator 19 wird aus dem Separator durch die Leitung 2o, die ein Kontrollventil 2oa aif weist, entnommen, gegen die ersten Flash-Dämpfe in dem Wärmeaustauscher 17 wiedererwärmt und hierauf bei 21 mit dem Haupt-Kopfstrom aus der Leitung 28 mit der Methanentfernungskolonne vereinigt.
In dem 1. Flash-Separator 14 wird die Flash-Flüssigkeit, die durch die mit dem Kontrollventil l4a versehene Leitung 15 abgenommen wird, duroh den Wärmeaustauscher 2 zum Erwärmen, beispielsweise auf -59*7°C, geleitet und hierauf in die Fraktionierkolonne 22 am Beschickungspunkt 25 eingeleitet. Die Kolonne 22 wird als die erste Stufe ...'/' der Methanentfernung betrieben. Der Druck in der Bodenzone 24, der Kolonne 22 ist für den Methanentfernungsbetrieb relativ niedrig und liegt z.B. zwischen 14,1 und 24,6 kg/cm , geeigneterweise bei etwa 18,6 kg/cm* Die Bodentemperatur wird durch Kondensation der Propylen-KUhlungsdämpfβ von der Leitung 26 mit der Wiedererwärmungssohleife 25 aufrecht erhalten und zwar auf einen genügenden Wert, um das Bodengemisch der Cg-C-x-Kohlenwasserstoffö und der schwereren Kohlenwasserstoffe bis zum Sieden zu bringen, z.B. auf -20,50C
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Die obere Zone 27 der Kolonne 22 oberhalb des Beschickungs=- ^. Punkts 23 wird bei einem geringfügig niedrigerem Druck und bei einer niedrigeren Temperatur''als die Bodenzone 24 dfr ' Kolonne betrieben, beispielsweise, bei 18/3 kg/cm2 und '. -7$,9 C. Die Temperaturen in der oberen Zone 27 können zwischen -56,7 und -90,00C liegen. Die Drücke können sich von 13,7 bis 23,9 kg/cm erstrecken.. Das Hauptkopfprodukt der Methanentfernungszone und der oberen Zone. 24 der Kolonne, das hauptsächlich aus Methan und zum geringen Teil, z.B. 4 bis 7$ aus Äthylen besteht, wird durch die Leitung 28 in die Rektifi-Hiereinrichtung 29 zur Rektifizierung geleitet. Das Hauptkopfprodukt der Methanentfernungseinrichtung wird in dem Wärmeaustauscher 3o mit Äthylen von -99,40C vor der Einführung in die Rektifiziereinrichtung 29 abgekühlt.
Wie zuvor bereits ausgeführt, wird die Flash-Flüssigkeit von dem Separator 19 nach dem Wärmeaustauscher 3o am Punkt 21 der Leitung 28 zu dem Hauptkopfprodukt der Metbanentfernungsvorrichtung gegeben. Das Hauptkopfprodukt der Methanentfernungsvorrichtung wird dem Boden einer Rektifiziereinrichtung 29 zu-
2 geführt, die geeigneterweise bei einem Druck von 17,9 kg/cm und einer Temperatur von -95,6 C gehalten wird, wobei beide Grossen unterhalb den ensprechenden Werten der oberen Zone der Kolonne 22 liegen. . \
Das flüssige Bodenprodukt der Rektifiziereinrichtung 29 wird durch eine Pumpe 31 und Leitung 32 über ein Ventil 32a in die obere Zone 27 der Methanentfernungszone 22 als Rückfluss geführt.
Das Kopfprodukt der Rektifiziereinrichtung 29, das aus Methan und 2 bis 4# Wasserstoff und minimalen Mengen Äthylen, z.B. 0 bis 2#, vorzugsweise unterhalb 1 0ew.~# besteht, und das typlsohwertfeise eine Temperatur ypn -109,40Q.besitzt, wird durch eine Leitung 33 über einen Wäraeauatausohar 46 zur Erwärmung , in einen Turbo-lxpander 34 eingeführt. Der fürbo-Expander um-
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ι ψ "*» I1 ΠΙ n|| ΐΐ»"ΐ|ΡΒρ mriM""υm•«MEWHPHffiiHlH"niimLnmfflm Hmπm πμππιίριρmiμπιηπ
fasst eine Expanderzone 35* typischwerweise einen Zentrifugalexpander, der als ein Expansionsmotor betrieben wird, und eine Kompressorzone 36, die auch zentrifugenartig ausgebildet ist, die als Kompressor betrieben wird,ühd zwar angetrieben durch die Expanderzone an welche sie, wie durch einen Motor direkt angeschlossen ist. Die Bezeichnung "Expansionsmotor" soll hierin Einrichtungen beschreiben, die mechanische Energie durch die Expansion von Gasen oder Dämpfen liefern. Obgleich Turbinenmotoren bevorzugt werden, können auch hin- und hergehende Motoren eingesetzt werden.
Die Kopfleitung 33 der Rektifiziereinrichtung" steht durch die Leitung 37 mit dem Einlass 38 der Expanderzone 35 und durch die Leitung 39 mit dem Ansaugeinlass 4o der Kompressorzone 36 in Verbindung, wodurch die Kopfproduktdämpfe der Rektifizierveinrichtung in der Leitung 33 bei 41 in zwei Teile aufgeteilt werden, um durch die Leitung 37 bzw. 39 entweder in die Expander- oder Kompressorzonen 35» 36 zu gelangen. Durch ein Kontrollventil 42 kann darüberhinaus ein Teil des KopfProduktes der Rektifizierungseinrichtung den Expander umgehen und durch die Leitung 11, z.B. wie gezeigt, in den Wärmeaustauscher I7 direkt gelangen.
Die nach der Fraktionierung erfolgende Kompression eines Teils der Kopfdämpfe der Rektifizierungseinrichtung ergibt bei dem Verfahren der Erfindung die Möglichkeit einer maximalen Äthylengewinnung, ohne daß die Fraktionierkolonne 22 bei kritischen Temperaturen oder bei übermäßig hohen Drücken betrieben werden müßte. So werden in der Kompressorzone 35 die Kopfproduktdämpfe der Rektifiziereinrichtung auf : '· einen Druck komprimiert, bei welchem der Hauptteil, d.h. 50 Volumenprozent und mehr, z.B. 5o bis 75 % und bis 95 % der Methankomponente gegen ohne weiteres verfügbare Strömen,wie kaltes Äthylen, z.B. mit einer Temperatur von -99,40C kond-ensierbar ist. Eine totale Kondensation ist nicht wirtschaftlich, wegen
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sch des notwendigerweise erfolgenden Ein/lusses von geringen Wasserstoffkonzentrationen in· dem Methan-Kopfprodukt der Bektifiziereinrichttmg 29., die sieh ihrerseits aus .der -Auflösung geringer Wasserstoffmengen in den Separatoren 14.und ' 19 abgetrennten Flüssigkeiten ergibt. Geeignete Drücke dar komprimierten Kopf dämpfe dee Kompressors sind 31*6 - 4g ,,2 kg/om 3 wobei Drücke zwischen 33,4 und 38,7 kg/cm typisch sind.. Die unter Druck gesetzten Dämpfe treten im allgemeinen aus der Kompressorzone 35 mit einer etwas erhöhten Temperatur^ -ähnlich von -62,2 bis -17,8°C aus. Der komprimierte Dampf wiärd von der Kompressorzone 35 durch die Leitung 43 in den Wärmeaustauscher 30 überführt, worin die komprimierten Dämpfe Kühlung mit Äthylen von -99Λ C abgekühlt und teilweise densiert werden und dann durch die Leitung 44 über austauscher 46 in den Gasflüssigkeitsseparstor 45 gel&mg<gn.. Im Wärmeaustauscher 46 findet ein Wärmeaustausch mit produkt der Rektifiziereinrichtung, das aus kaltem chen Dampf besteht und das durch die Leitung 33 zugeführt wird, statt. Das Metahnkopfprodukt äße Separators 45 wird dU3?l@h die Leitung 47 über das Druckkontrollventil 47a am Punkt 4§.;.in Leitung 33 gegeben, um mit dem Hauptkopfprpduktsfcrom in -,.Qßn furbo-Expander 34 kombiniert zu werden.
Die Flüssigkeit aus dem Separator 45, die im wesentlichen aus flüssigem Methan besteht, wird durch ^die Leitung K% d-i,e durch das Ventil 49a kontrolliert wird, ,zurück in dLe ^ktifiziereinrichtung 29 als Rückfluss beim .Beschickungspu^t- -5<© geleitet, um letztlich als Kopfproduktdampf'von der Bektiflziereinrichtung 29 in der Leitung 33 oder -&hß flüssiges iMe^ in der Leitung 5I gewonnen zu werden. Letzteres wird bei 52 mit expandiertem Methan von der Expand i er zone 35 kom.b.i»%ei$. und verlässt das System durch die Leitung 11.
Die Bodenprodukte aus der Kolonne 22, die aus Äthyl.en i$Qd ,in der Beschickung vorhandenen schwereren Verbindungen
10 9 8 2 1/2227 m v!
werden als Bodenprodukte von der Leitung 53* die eine Pumpe 54 und ein Kontrollventil 5^a aufweist, gewonnen. Aus einer Beschickung, die etwa 4o Gew.-% Äthylen enthält, kann aus der Leitung 53 typischerweise ein Gewinnungsstrom entnommen werden, der etwa 60 Gew.-% Äthylen, 10 Gew.-% Ä'than und 30 Gew.-% Propan, Propylen sowie schwerere Kohlenwasserstoffe
enthält.
Die Wirtschaftlichkeit des Systems wird durch die Verwendung der Expandierzone 36 gewährleistet, weiche die Kompressionszone 35 antreibt, wobei ein Teil des Kopfprodukts der Rektifiziereinrichtung 29 als expandierbare Gasenergiequelle verwendet wird. Der Turbo-Expander ist für Motoreinrichtungen illustrativ, welche ihre Energie durch Gasexpansion unter Arbeitsabgabe beziehen und die gleichzeitig das expandierte Gas kühlen können. Der Teil des KopfProduktes der Rektifin ziereinrichtung 29, der in die Expandierzone 36 geleitet wird, umfasst typischerweise nicht weniger als 5o Volumenprozent des Kopfproduktes der Rektifiziereinrichtung. Der in dem Kompressor geleitete Teil umfasst dementsprechend weniger als 50$. Der abgekühlte und expandierte Teil des KopfProduktes, beispielsweise mit einer Temperatur von -138,90C wird aus der Expandierzone 36 durch die Leitung 11 der Reihe nach in die Wärmeaustauscher 17 und 9 geleitet., wo die Kältewerte dazu verwendet werden, umd die Beschickung wie oben beschrieben, abzukühlen. Letztlich wird das Produkt als Treibgas, z.B. mit einer Temperatur von +la,I0C zur Verfügung gestellt.
Die Erfindung wird in dem nachstehenden Beispiel erläutert. Beispiel
Das Beispiel beschreibt typische Betriebsdedingungen. Hinsichtlich der Zusammensetzung der Ströme wird auf die Tabelle verwiesen. Die durch die Leitu-ng 1 eingeführte Beschickung
10 9 8 21/2227 " lo "
- Io -
rait +15,60C und 35,2 kg/cm2 wird bei 34,1 kg/cra2 auf -84,40C abgekühlt und einem ersten Flüssigkeitsseparator 14 mit Prozess-Strömen und Ithylen und/oder Propylenkühlströmen zugeleitet. Der Flash-Dampf von -84,4°C wird in einem Wärmeaustauscher 17 bei 33,7 kg/cm2 auf -134,40C weiter abgekühlt, um in dem Separator 19 ein wasserstoffreiches Nebenprodukt zu ergeben, welches durch die Leitung Io entnommen wird. Die Flüssigkeit von der Abkühlung auf -84,40C wird in dem Wärmeaustauscher 2 mit der Beschickung wärmeausgetauscht und mit -59,4°C in die Methanentfernungskolonne 22 geleitet. Der Bodendruck der
Methanentfernungskolonne wird bei 18,3 kg/cm und die Temperatur des darin befindlichen Mater-ials auf -20,60C gehalten. Die Kopf dämpfe der? Methanentfernungskolonne mit -78,9°C und 17,9 kg/cm werden in der Rektifiziereinrichtung 29 rektifiziert. Die Kopfdämpfe der Rektifiziereinrichtung mit -1O9,4°C und 17,6 kg/cm werden in der Rektifiziereinrichtung 29 rektifiziert. Die Kopfdämpfe der Rektifiziereinrichtung mit -109,4°c
p '
und 17,6 kg/cm werden zunächst in dem Wärmeaustauscher^ auf -99,4 C erwärmt und sodann aufgespalten. Weniger als 50$
werden dem Einlass eines Kompressors zugeführt, um mit 35,2 kg/cm bei -51,10C komprimiert zu werden. Die Energie für die Komprimierung wird durch eine Expansion in dem Expander 36 des Rests (mehr als 50$) des Kopfproduktes der Rektifiziereinrichtung erhalten. Die Expandierung erfolgt von einem Druck von 17,6 kg/cm und einer Temperatur von -99,4°c auf 4,92 kg/cm und -138,,9°C· Die Expansionsenergie steht bei diesen Bedingungen mit der Komprimierungsenergie im Gleichgewicht. Das flüssige Methan von dem Separator 45 wird als Rückfluss in die Rektifiziereinrichtung 29 zurückgeführt.
line typische Materlaibilanz des Ψ&τΐahrens ist in der naefrstellenden Tabelle
- 11 109821/2227 *
Tabelle Mol/h
Komponenten
Hydrogen
CO
Methan
C2 1 s
Insgesamt
Beschickung
1425-00
9.6ο
2623.38
3982.18
668.41
238.42
8946.99 Flash-Abkühlung Flash-Abkühlung Methanauf -84,40C auf -1340C abgas Flüssigkeit Dampf Flüssigkeit Dampf
88.20 3.19
1871.05 3842.63 666.15 238.41
6709.63
1336.80 9.98
6.41 O.89
752.33 423.42' 139.55 136,47
2.26 2.26
0.01 0.01
I326.82. 98.I8
5.52 4.O8
328.9I 2294.I8
3.O8 27.68
Bodenprodukt der
Methanentfernungs
vorrichtung
2237.36 573.03" 1664.33 2424.12
0,29
3951.42
668.41
238.42
4858.54
cn ca N)
20532U
Zusammengefasst besteht eine bevorzugte Form des Erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfernung -von Methan aus einer Kohlenwasserstoffbeschickung, die Äthylen, Wasserstoff, Methan und höher siedende KoMenwass er stoffe enthält, und das mit niedrigen Äthylenverlusten durchgeführt werden kann, darin, daß Wasserstoff aus der Beschickung entfernt wird, die wass.ers,tof£- freie Beschickung in einer Kolonne mit einer Bodentemperaturvon weniger als etwa -12,20C und einem Bodendruck von"17,6 bis 19*5 kg/em fraktioniert wird, um einen methanreichen Kopfdampf, zu erhalten, der Methan und bis zu 4Völ.$ Wasserstoff und nicht mehr als 2 Vol.# Äthylen enthält und dea? eine Temperatur von unterhalb etwa 95*60C besitzt und um einen Bodenstrom, der im wesentlichen methanfrei ist, zu erhalten, der Kopfdampf in einen ersten Teil, der nicht weniger als 50 Vol.# des Kopf dampf e.s der Kolonne und einen zweiten Teil der fol-glich weniger als- 50$ des Kopfdampfes entspricht, aufgeteilt wird, der erste Teil durch eine Turbine expandiert wird, um den Druck des ersten Teils auf weniger als etwa 10,5 kg/cm zu senken, und die
'2 Temperatur des ersten Teils auf weniger als etwa 10,5 kg/em zu senken und die Temperatur des ersten Teils auf weniger als etwa -128,9°C zu verringern und-um Energie durch die Dawpfexpansion zu gewinnen,, der expandierte erste Teil mit der Beschickung in einem Wärmeaustaus-eh gebracht wird, um die Be=* Schickung auf Temperaturen unterhalb von -84,40C abzukühlen und einen Teil der Beschickung auf -128,9 C oder niedrifgr
abzukühlen, um diesen zur Entfernung des Wasserstoffes geeignet zu machen, und um den ersten, dem Wärmeaustausch untere worfenen Teil als Breningas zu gewinnen, der zweite Teil, des Kopf dampf es auf einen Druck von mehr als etwa 31,6 kg/cm. In einem durch die Energieabgabe der Tutobine betriebenen, Κοίη»- ~v pressor komprimiert wird, der komprimierte zweite Teil d,e,s to Dampfs auf eine Temperatur von weniger als -92,80C abgekühlt ^ wird, bei welcher mindestens §0 bis 95 Gew.-^ des darin enthal- ~* tenen Methans kondensieren, das abgekühlte Methan von dem Jcqm.·=·
μ primierten zweiten Dampfteil abgetrennt wird und das konden- rs) " ■
^J sierte Methan in die Kolonne als Rückfluss ^ und daß das Äthylen und die höher siedenden als Bodenprodukte dieser Kolonne gewonnen werden.

Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Entfernung von Methan aus einer Äthylen, Methan und höher siedende Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kohlenwasserstoffbeschickung, das mit niedrigen Äthylenverlusten arbeitet, dadurch gekennzeichnet , daß man in einer Methanabtrennungszone bei einem ersten Druck zwif
sehen etwa 14,1 und 24,6 kg/cm am Kopf eine Abtrennung eines methanreichen Dampfes vornimmt, einen ersten Teil des Kopfdampfes in einem Expansionsmotor, der durch die Dampfexpansion Energie liefert, expandiert, einen zweiten Teil des Kopfttampfes in einem durch die Energieabgabe des Motors angetriebenen Kompressor auf einen zweiten Druck komprimiert, der größer als der erste Druck ist, den komprimierten Teil des Kopfdampfes genügend abkühlt, um den Hauptteil des darin befindliehen Methans zu kondensieren, das kondensierte Methan als Rückfluss in die Methanabtrennungszone zurückführt und daß man die Äthylen- und schwereren Komponenten der Beschickung als Bodenprodukte der Methanabtrennungszone gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß man die Expansion des ersten Teils des Kopfdampfes so durchführt, daß eine Energie abgegeben wird, die derjenigen Energie gleich ist, die zur Kompression des zweiten Teils des Kopfdampfes erforderlich ist.
j5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, daß der erste Teil des Dampfes nicht weniger als 50 Vol.# desKopfproduktes der Methanabtrennung umfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3* da-
- 14 -109821/222 7
durch ge k e η η ζ e i c h η e t , daß man den zweiten Teil2 des Kopfdampfes auf einen Druck von mehr als etwa 31,6 kg/cm komprimiert. - - 1^
5« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man den ersten Teil des Kopfdampfes auf einen Druck von weniger als 10,5 kg/cm expandiert.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüöhe, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten Teil des Dampfes nach der Komprimierung durch äussere Kühlung auf eine Temperatur unterhalb von.etwa -92,8°C abkühlt, um die Verflüssigung von etwa 50 bis 95$ des Methans in diesem Teil zu bewirken.
7·» Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das von dem zweiten Teil des Dampfes erhaltene flüssige Methan als Rückfluss in die Methanabtrennungszone zurückführt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man den zweiten Teil des Dampfes genügend komprimiert, um die Energieabgabe der Expansion verwerten zu können.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, daduroh gekennz e i chnet , daß man den ersten Teil des Dampfes mittels einer Turbine zentrifugal expandiert.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, daduroh ge kennz ei ohne t , daß die : Beschickung Wasserstoff enthält, daß vor der Methanabtrennungszone der Wasserstoff und das Methan aus der Beschickung flash-abgetrennt
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- 15 -
wird, und daß der dabei erhaltene Dampf und die dabei erhaltene Flüssigkeit mit der eintretenden Beschickung einem Wärmeaustausch unterworfen werden, um die Beschickung abzukühlen bevor der Wasserstoff und das Methan daraus flash-abgetrennt werden. -
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der expandierte Teil des Kopfdampfes mit der Beschickung einem Wärmeaustausch unterworfen wird, um die Beschickung vor der Plash-Abtrennung abzukühlen.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenprodukte der Methanabtrennungszone mit der Beschickung einem Wärmeaus- -tausch unterworfen werden, um die Beschickung vor der Flash-Abtrennung abzukühlen.
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