DE2735539A1 - Verfahren zur fraktionierung eines kohlenwasserstoffgemisches aus mindestens drei komponenten mit unterschiedlichen siedepunkten - Google Patents

Description

4, August 1977

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fraktionierung von Mineralölen. Sie schafft insbesondere ein Verfahren zur Fraktionierung von Kohlenwasserstoffen, bei welchem die Uberkopfdämpfe zweier Fraktionierkolonnen gemischt und dann in einem einzigen Uberkopfkondensator kondensiert werden. Die Uberkopfflüssigkeit wird in zwei Teile geteilt, wovon einer als Rückfluss für die den Verfahrensbeschickungsstrom aufnehmende Kolonne und der andere als Beschickunqsstrom für die zweite Kolonne dient. Die Erfindung schafft ebenfalls ein Regelsystem für ein Fraktionierverfahren, welches zwei Fraktionierkolonnen und einen einzigen Uberkopfkondensator und -aufnahmebehälter aufweist.

Das Fraktionieren ist eines der ältesten und am weitest entwickelten Gebiete der Petroleum-und petrochemischen Verfahrenstechnik. Entsprechend ist das für die Auslegung, die Herstellung und den Betrieb der Fraktionierkolonnen und ihre Ausrüstungen notwendige Wissen dem Fachmann bekannt und aus einer grossen Anzahl Literaturstellen verfügbar. Unter anderem wird bei dem Betrieb von Fraktionierkolonnen ein von dem obersten Fraktionierboden aufsteigender Dampfstrom als Uberkopfdampfstrom der Kolonne abgezogen. Dieser Uberkopfdampfstrom wird dann durch einen Kühler oder Kondensator geführt, welcher zumindest eine teilweise Kondensation des UberkopfdampfStroms zur Bildung einer im allgemeinen als Uberkopfflüssigkeit bezeichneten Flüssigkeit bewirkt. Die Kondensation kann sowohl die Bildung einer kohlenwasserstoffhaltigen als au<h einer wässrigen Flüssigphase bewirken, welche in einem Uberkopfaufnahmebehälter gesammelt werden und die Möglichkeit zur Trennung haben. Die wässrige Phase wird dann normalerweise von dem Uberkopfaufnahmebehälter abgezogen. Ein Teil der Uberkopfflüssigkeit wird üblicherweise abgezogen und dem Kopf der Fraktionierkolonne als Rückfluss zur Unterstützung der Fraktionierung wieder zugeführt. Ein zweiter Teil der Uberkopfflüssigkeit

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wird als Oberkopfprodukt abgezogen. Bisher mussten die Uberkopfdampfströme einer jeden Fraktionierkolonne durch einen getrennten Kondensator geführt und die sich ergebende Flüssigkeit in getrennten Uberkopfaufnahmebehältern gesammelt werden. Da das Uberkopfprodukt einer Fraktionierkolonne zwei oder mehrere verschiedene Bestandteile aufweisen kann, kann das Produkt zum Trennen oder Aufbereiten dieser Bestandteile weiter fraktioniert werden.

Fraktionierverfahren nach dem Stand der Technik werden z.B. in den US-Patenten 2 357 113, 2 976 234, 3 803 OO2, 3 855 074 und 3 905 874 beschrieben.

In der Petroleum- und petrochemischen Industrie ist die fraktionierte Destillation das üblichste Verfahren, leichtere Kohlenwasserstoffe von schwereren Kohlenwasserstoffen zu trennen. Zum Beispiel wird ein Reaktionszonenabzug zur Entfernung der in der Reaktion gebildeten leichten Kohlenwasserstoffe und Restgase fraktioniert, um den Abzug zur Zuführung zu einem nachgeschalteten Produkten .^gewinnungsverfahren aufzubereiten. Beispielsweise kann der Abzug aus einer Isomerisationszone zur Produktion eines Gleichgewichtsgemisches von Xylolisomeren Wasserstoff und verschiedene Cj-C^-Kohlenwasserstoffe enthalten, welche nicht in die z.B. mit Molekularsieben arbeitenden Trennverfahren zur Rückgewinnung der besonderen Isomeren gelangen sollen. Eine etwa ähnliche Situation liegt bei vielen anderen Verfahren, wie z.B. der Alkylation, der Transalkylation, der Pentan- und Butanisomerisation und der Reformierung, vor. Die Fraktionierkolonne^ welchen diese Abzugsströme zugeführt werden, erzeugen als Kopfprodukte unterschiedlichste Kohlenwasserstoffe mit Siedepunkten unter denen der gewünschten Produkte. Einige dieser Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan und Äthan, und der relativ unreine Wasserstoff, welcher zuweilen vorhanden ist, werden normalerweise

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zu den Heizgassystemen abgeführt, da dies die wirtschaftlichste Verwendung dieser leichten Stoffe ist. Die schwereren Kohlenwasserstoffe jedoch, wie z.B. Propan, Butane, Pentane Oder Eenzol und Toluol enthaltende Cg- und C_-Kohlenwasser-3toffe,sind sowohl als Produkte als auch als Rohstoffe wertvoll. Es ist daher offensichtlich anzustreben, diese Stoffe zurückzugewinnen.

Es wird oft angestrebt, die Kolonne, die den Beschickungsstrom mit dem breiten Siedebereich aufnimmt, bei erhöhtem Druck zu betreiben. Dies geschieht zur Temperaturerhöhung der Uberkopfdämpfe in steigendem Masse, um so die Verwendung der Dämpfe als Heizmittel für einige andere Kolonnen oder Verfahrensströme zur Energieerhaltung zu ermöglichen. Erhöhte Drücke werden ebenfalls zur Abgabe des Abgasstromes aus einem Uberkopfaufnahmebehälter direkt in ein unter Druck stehendes Heizgassystem angestrebt, wodurch die notwendige Verwendung eines Kompressors vermieden wird.

Der Uberkopfkondensator einer Fraktionierkolonne stellt einen beachtlichen Prozentsatz der gesamten Kapitalkosten der Konstruktion der Kolonne und der damit verbundenen Ausrüstung dar. Beispielsweise wurde für typische Mitteldruckfraktionierkolonnen mit etwa 50 Böden der Uberkopfkondensator auf ungefähr 15 % der gesamten Kapitalkosten geschätzt. Vergleichsweise dazu stellen die Böden nur ungefähr 2,6 %, die Instrumente 4,6 % und die Rohrleitungen ungefähr 12 % der Kosten der Kolonne dar. Der Uberkopfkondensator ist tatsächlich der grösste Einzelkostenpunkt, wenn man die Berechnungs- und Ingenieurkosten, in die Kosten des ganzen Fraktioniersystems einbezieht. Bei Verfahren mit zwei Fraktionierkolonnen können daher die Kosten durch Verwendung nur eines Uberkopfkondensators infolge der verminderten Berechnungs- und Ausrüstungskosten

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nur eines grossen Kondensators,verglichen mit zwei kleineren, vermindert werden.

Der Erfindung lag demgemäss die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fraktionierung von Kohlenwasserstoffen zu schaffen, welches einen Beschickungsstrom in einer ersten Fraktionierkolonne aufbereitet und die wertvollen Bestandteile des Uberkopfmaterials der ersten Fraktionierkolonne mittels einer zweiten Fraktionierkolonne rückgewinnt, ohne dass zwei Uberkopfkondensatoren notwendig sind.

Das Verfahren kann allgemein angewendet werden und es ist nicht auf irgendwelche besonderen Beschickungsstromzusammensetzungen oder mechanische Anordnungen in den Fraktionierkolonnen beschränkt. Der Beschickungsstrom kann daher eine Mischung relativ weniger reiner Kohlenwasserstoffe oder eine Petroleumfraktion mit breitem Siedebereich aus vielen Kohlenwasser stoff komponenten, wie z.B. Schwerbenzin oder Kerosin, sein. Beispielsweise kann der Beschickungsstrom nur auf Methan, Propan und Butan beschränkt sein. Ein anderes Beispiel ist die Entfernung von Wasserstoff, Sauerstoff oder Wasser aus einem von einem Lager abgezogenen Einsatzprodukt, welches in zwei Fraktionen getrennt werden soll. Der Beschickungsstrom kann andere anorganische Komponenten, wie beispielsweise Kohlenstoff tetrachlorid, Bortrifluorid, Ammoniak, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff oder verschiedene Mercaptane enthalten. Der h.schickungsstrom ist jedoch der .Beschränkung unterworfen, dass er zumindest drei verschiedene Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten enthalten muss. Er muss eine Komponente zum wahlweisen Abzug als eine der zwei Bodenflüssigkeitsströme und eine Komponente, die zum Abzug als Dampf oder Flüssigkeit aus dem Uberkopfaufnahmebehälter geeignet ist, enthalten.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Fraktionierung eines Kohlenwasserstoffgemisches aus mindestens drei Komponenten mit verschiedenen Siedepunkten, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass man

(a) einen die Kohlenwasserstoffe umfassenden Beschickungsstrom an einer Zwischenstelle einer ersten Fraktionierkolonne zuführt, welche bei Bedingungen zur wirksamen Trennung des Beschickungsstroms in einen ersten Bodenstrom und einen ersten Uberkopfdampfstrom, einschliesslich der Zuführung eines Rückflusstroms in den Kopf der ersten Fraktionierkolonne, arbeitet,

(b) den ersten Uberkopfdampfstrom mit einem zweiten Uberkopfdampfstrom mischt und das sich ergebende Gemisch durch einen Kondensator leitet und dann den aus dem Kondensator ausfliessenden sich ergebenden Mischphasenstrom in einen Uberkopfaufnahmebehälter führt,

(c) einen Gasstrom aus dem Uberkopfaufnahmebehälter abzieht,

(d) eine Kohlenwasserstoffe enthaltende Uberkopfflüssigkeit

von uberkopfaufnahmebehälter abzieht und die Uberkopfflüssigkeit in zwei Teile gleicher Zusammensetzung aufteilt,

(e) einen ersten Teil der Uberkopfflüssigkeit als Rückflusstrom der ersten Fraktionierkolonne zuführt, und

(f) einen zweiten Teil der Uberkopfflüssigkeit als Beschickungsstrom in eine zweite Fraktionierkolonne

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führt, die bei Bedingungen zur wirksamen Trennung des zweiten Teils der Überkopfflüssigkeit in den zweiten Oberkopfdampfstrom und einen zweiten Bodenstrom arbeitet.

Die beigefügte Zeichnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit sind zahlreiche üblicherweise verwendete Bauteile, die jedoch keinen Teil der Erfindung darstellen, wie beispielsweise Pumpen, Ventile und ähnliches, in der Zeichnung nicht dargestellt.

Zur Erläuterung und Veranschaulichung der Betriebsweise gemäß der Erfindung sei angenommen, dass der durch die Leitung 1 in das Verfahren gelangende Beschickungsstrom ein Cg-Isomerisat ist, das durch die Kondensation des Abzugs aus einer katalytischen Reaktionszone zur Produktion eines Gleichgewichtsgemisches von Xylolisomeren gewonnen wurde. Der Beschickungsstrom enthält Restmengen von Wasserstoff und den gesamten Bereich der Cj-Cg-Kohlenwasserstoffe. Er fließt an einer Zwischenstelle in die erste Fraktionierkolonne 2, welche den Beschickungsstrom in einen ersten, über Leitung 6 abgezogenen Überkopfdampfstrom und einen ersten, über Leitung 3 abgezogenen Bodenproduktstrom trennt. Der erste Oberkopfdampfstrom enthält Wasserstoff und die in dem Beschickungs strom enthaltenen C.-Cg-Kohlenwasserstoffe und eine geringe Menge von C₇-Kohlenwasserstoffen. Der erste Bodenstrom enthält die meisten in dem Beschickungsstrom enthaltenen C--Kohlenwasserstoffe und im wesentlichen alle Cg-Kohlenwasserstoffe. Ein Teil des ersten Bodenstroms wird durch Leitung 4 und den Erhitzer 5 zur Wärmeversorgung der Fraktionierkolonne umgewälzt. Der verbleibende Teil des ersten Bodenstroms wird über Leitung 3 in. einer Menge

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abgezogen, die durch ein VentilM in Abhängigkeit eines über Einrichtungen 33 von einem Standregler 32 (LC) zugeleiteten Signals geregelt wird.

Der erste Uberkopfdampfstrom wird mit einem zweiten Uberkopfdampfstrom aus Leitung 7 vereinigt und das sich ergebende Gemisch gelangt durch die Leitung 8 in den Kondensator 9. Der sich ergebende Geinischphasen ab zug gelangt in den Behälter 10. Ein Wasserstoff und (^-(^-Kohlenwasserstoffe enthaltender Abgasstrom wird über die Leitung 11 von dem Behälter abgezogen. Die abgezogene Menge dieses Gasstroms regelt sowohl den Druck in dem Überkopf sy stern als auch den Druck in der ersten Kolonne. Diese Menge wird durch ein über Einrichtungen 31 von einem Druckregler 29 (PC)gesteuertes Ventil 30 geregelt. In dem Behälter angesammeltes Wasser wird über die Leitung 12 abgezogen. Die in dem Behälter 10 gesammelte kohlenwasserstoffhaltige überkopfflüssigkeit wird durch eine nicht gezeigte Pumpe über Leitung 13 abgezogen und in zwei in Leitungen 14 und 15 gelangende Teile gleicher Zusammensetzung getrennt. Das in Leitung 15 befindliche Material gelangt als Rückfluss in den Kopf der ersten Fraktionierkolonne mit einer Menge, die durch ein Ventil 22 in Abhängigkeit eines über Einrichtungen 21 von einer Durchflussmess- und Regeleinrichtung 20(FC) geleiteten Signals geregelt wird.

Das Material in Leitung 14 gelangt als Beschickungsstrom in den oberen Teil einer zweiten Fraktionierkolonne Die Durchflussmenge dieses Stroms wird durch eine Standregelung 28 festgesetzt, die ein Signal erzeugt, das über Einrichrungen 27 zu einem Durchflussventil 26 geleitet wird. Diese zweite Kolonne arbeitet bei Bedingungen zur Trennung des Beschickungsstroms in einen zweiten,C₄-Cg-Kohlenwasserstoffe enthaltenden, über Leitung 16 abgezogenen Bodenstrom und einen

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zweiten, H₂ und C.-(^-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Uberkopfdampfstrom. Bei diesen Bedingungen kann ein höherer als in der ersten Kolonne verwendeter Druck zur Anwendung kommen. Der Druck in der zweiten Kolonne wird durch einen zweiten Druckregler 23 (PC) festgesetzt, der über Einrichtungen 24 das Kontrollventil 25 betätigt. Der zweite Uberkopfdampfstrom wird durch Leitung 7 abgezogen und unterscheidet sich von dem ersten Uberkopf dampf strom dadurch, dass er in wesentlich geringeren Mengen das durch Leitung 11 oder Leitung 16 abgezogene Material enthält (d.h. er wird ungefähr eine Gleichgewichtsmenge des durch Leitung 11 abgegebenen Materials enthalten). Durch Abzweigen eines Teils des zweiten Bodenstroms durch den Erhitzer 18 über Leitung 17 wird der zweiten Kolonne Wärme zugeführt. Die endgültige Abzugsmenge des zweiten Bodenstroms wird durch das Durchflussventil 37 geregelt, welches in Abhängigkeit eines von einem Standregler 35(LC)über Einrichtungen 36 geleiteten Signals arbeitet. Wenn es notwendig ist oder angestrebt wird, kann ein endgültiger Uberkopfflüssigkeitsstrom aus dem Verfahren über Leitung 38 abgezogen werden.

Es liegt in der Erfahrung des Fachmannes, die geeignete Ausrüstung zur Durchführung des Verfahrens auszuwählen und auszulegen und die geeigneten Betriebsbedingungen zur Abtrennung der Kohlenwasserstoffe festzusetzen. Ein allgemeiner Bereich für die Betriebsbedingungen beider Fraktionierkolonhen sind eih Druck von 0,5 Atm (Atmosphären absolut) bis zu 71 Atm (Atmosphären absolut) und eine Temperatur von ungefähr 66° bis 371°C oder höher. Diese Arbeitsbereiche sollen sich auf die Verhältnisse an dem Boden einer jeden Kolonne beziehen. Ein bevorzugter Arbeitsbereich für die Kolonnen ist eine Bodentemperatur von ungefähr 149°C bis 288°C und ein Druck

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von ungefähr 1,5 bis 30 Atm (Atmosphären absolut). Es ist zu bemerken, dass die Bedingungen zwischen den beiden Kolonnen unterschiedlich sein werden. Der Druck am Kopf jeder Kolonne kann im wesentlichen gleich sein, da sie durch das Uberkopfdampfleitungssystem miteinander verbunden sind, wobei jedoch in der zweiten Kolonne ein höherer Druck in der in der Zeichnung gezeigten Weise angewendet werden kann. Bei gleichen Drücken werden die in der zweiten oder Abstreifkolonne erreichten Temperaturen niedriger als jene in der ersten Kolonne sein. Das Rückflussverhältnis für die beiden Kolonnen ist ebenfalls veränderlich. Vorzugsweise wird es in dem Bereich von 0,5:1 bis 5:1 für jede Kolonne gehalten.

Der Beschickungsstrom für das Verfahren wird der ersten Kolonne an einer Zwischenstelle zugeleitet. Hierunter ist zu verstehen, dass der Beschickungsstrom in die Kolonne an einem vertikalen Punkt eintritt, welcher sowohl von dem Kopf als auch von dem Boden der Kolonne durch mindestens zwei Fraktionierböden getrennt ist. Wenn eine Füllkörperkolonne verwendet wird, ist die mindestens einem theoretischen Boden gleiche Füllmenge zwischen dem Beschickungspunkt und jedem äusseren Ende angeordnet. Die Uberkopfflüssigkeit wird einem oberen Teil der Abstreif- oder zweiten Fraktionierkolonne zugeführt. Die Bezeichnung oberer Teil soll sich in diesem Zusammenhang auf die obere Kolonnenhälfte beziehen. Vorzugsweise gelangt dieser Strom in einer Höhe in die Kolonne, welche von dem Kopf der Kolonne durch weniger als drei Fraktionierböden getrennt ist. Der Beschickungsstrom wird in den meisten Fällen direkt auf den obersten Boden geleitet, jedoch können untere Beschickungsstellen zur Verbesserung der Fraktionierung erwünscht sein. Wenn sie verwendet werden, sollte Rückfluss auf den Kopf der zweiten Kolonne geleitet werden.

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Das Verfahren kann ebenfalls durch zwei eigentümliche Unterschiede In den Zusammensetzungen der verschiedenen Verfahrensströme gekennzeichnet werden. Erstens ist der von der zweiten Kolonne abgezogene flüssige Bodenproduktstrom im wesentlichen von den Hauptbestandteilen des Bodenproduktstroms der ersten Kolonne frei. Zweitens ist der Uberkopfdampfstrom der zweiten Kolonne vorzugsweise im wesentlichen von den als Abgasstrom abgezogenen leichtesten Bestandteilen des Beschickungsstroms und ebenfalls von den als Bodenproduktstrom der zweiten Kolonne abgezogenen schwereren Bestandteilen frei. Obwohl beide Bodenproduktströme relativ rein und vorzugsweise mindestens 99 % frei von ungewünschten Bestandteilen sind, können die Uberkopfströme veränderliche Mengen aller Bestandteile des Beschickungsstroms mit Ausnahme jener enthalten, die als erster Bodenstrom abgezogen wurden. Hinsichtlich der t'berkopfdampfströme bedeutet die Bezeichnung "im wesentlichen frei von einer bestimmten Verbindung" die Anwesenheit von nicht mehr als 5 Mol.% der bestimmten Verbindung. Vorzugsweise machen diese Verbindungen weniger als 2 Mol.% des ÜberkopfStroms aus.

Das vorliegende Verfahren kann mit einem System gemäss der Zeichnung oder einem davon abweichenden durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Kondensator statt Luft, wie dargestellt. Kühlwasser oder ein Kältemittel verwenden. Änderungen hinsichtlich des gezeigten Regelsystems sind ebenfalls möglich. Statt die Rückflussmenge der ersten Kolonne auf eine konstante jedoch veränderliche Menge festzusetzen, kann sie in Abhängigkeit von einer oder mehreren in der ersten Kolonne erfassten Dampf- oder Flüssigkeitstemperaturen geregelt werden. Auf das in der zweiten Kolonne verwendete Druckregelsystem kann verzichtet werden. Jedoch wird das dargestellte System

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bevorzugt. Dieses System umfasst die Verfahrensleitungen 6, 8, 7, 13, 14 und 15, die Ventile 22, 25, 26, 30, 34 und 37, und die Regler 20, 23, 28, 32 und 35.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren der vorstehend angegebenen Art in Verbindung mit der Fraktionierung von Kohlenwasserstoffen vorgesehen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man

(a) einen C~- bis ^Kohlenwasserstoffe umfassenden Beschickungsstrom an einer Zwischenstelle einer ersten Fraktionierkolonne zuführt, welche bei Bedingungen zur wirksamen Trennung des Beschickungsstroms in einen ersten, Cj~ bis (^-Kohlenwasserstoffe umfassenden überkopfdampfstrom und einen ersten, Cj- und C3~Kohlenwasserstoffe umfassenden Bodenstrom, einschliesslich eines überatmosphärischen Druckes und der Zuführung eines Rückflusstroms in den Kopf der ersten Fraktionierkolonne, betrieben wird,

(b) den ersten Überkopfdampfstrom mit einem zweiten überkopfdampf strom mischt und das sich ergebende Gemisch durch einen Kondensator leitet und den aus dem Kondensator ausfliessenden sich ergebenden Mischphasenstrom in einen Überkopfaufnahmebehälter führt,

(c) einen Cj- und Cj-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abgasstrom aus dem Überkopfaufnahmebehälter abzieht,

(d) eine C,-Cg-Kohlenwasserstoffe enthaltende überkopfflüssigkeit vom überkopfaufnahmebehälter abzieht und die Uberkopfflüssigkeit in zwei Teile gleicher Zusammensetzung aufteilt,

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(e) den einen Teil der Uberkopfflüssigkeit als Rückflusstrom der ersten Fraktionierkolonne zuführt, und

(f) den anderen Teil der Uberkopfflüssigkeit in einen oberen Teil einer zweiten Fraktionierkolonne leitet, die bei Bedingungen zur wirksamen Trennung des zweiten Teils der Uberkopfflüssigkeit in den zweiten, (^-Kohlenwasserstoffe umfassenden Uberkopfdampfstrom, der im wesentlichen frei von C₅-Kohlenwasserstoffen ist, und einen zweiten, C₅- und Cr-Kohlenwasserstoffe umfassenden Bodenstrom

betrieben wird.

Beispiel

Ein Beschickungsstrom,bestehend aus Wasserstoff, Xylolen, Xthylbenzol und verschiedenen C.-C_-Kohlenwasserstoffen, wird auf den 21. Boden einer 40-Boden-fraktionierkolonne geleitet. Er hat eine Temperatur von ungefähr 121°C (250⁰F), einen Druck von ungefähr 6,3 Atm (78 psig) und eine Fliessmenge von ungefähr 1851 Mol/Stunde. Ein Uberkopfdampfstrom mit einem mittleren Molekulargewicht von ungefähr 75 und einer Fliessmenge von ungefähr 869 Mol/Stunde verlässt diese Kolonne bei einer Temperatur von ungefähr 134°C (273°F) bei 5,1 Atm (60 psig). Dieser Uberkopfstrom enthält ungefähr 14 Mol/Stunde Wasserstoff, 25,6 Mol/Stunde Methan, 7 Mol/Stunde Äthan und 12 Mol/Stunde Propan, welche in -dem Beschickungsstrom enthalten waren. Weitere Mengen dieser Stoffe sind in der Rückflussflüssigkeit gelöst und gelangen auch in den Uberkopfdampfstrom. Ein flüssiges Bodenprodukt wird von der Kolonne bei einer Temperatur von ungefähr 214°C (417°F) und einer Fliessmenge von ungefähr 1722 Mol/Stunde abgezogen. Dieses Bodenprodukt enthält ungefähr 29 Mol/Stunde Toluol, 186 Mol/Stunde Xthylbenzol

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und 1377 Mol/Stunde gemischte Xylole. Der leichteste Stoff in diesem Strom ist eine Spur Benzol.

Der erste überkopfstrom wird mit einem überkopfdampfstrom der Abstreifkolonne von 22 Mol/Stunde gemischt und die vereinigten Dämpfe werden dann auf ungefähr 43°C (110°F) gekühlt und in einen überkopfaufnahmebehälter bei einem Druck von 4,8 Atm (56 psig) geleitet. 95,2 Mol/Stunde eines Abgasstroms werden von dem überkopfaufnahmebehälter abgezogen und in ein Heizgassystem abgegeben. Dieser Strom enthält im wesentlichen die Gesamtmenge des in dem Beschickungsstrom enthaltenen Wasserstoffe, Methans, Äthans und (^-Kohlenwasserstoffe. Er enthält ebenfalls ungefähr 30,2 Mol/Stunde Butan, 3,2 Mol/Stunde Pentaneund kleinere Mengen verschiedener Votersiedender Kohlenwasserstoffe. Ein Überkopfflüssigkeitsstrom wird von dem Aufnahmebehälter mit einer Menge von ungefähr 795 Mol/Stunde abgezogen und in zwei Teile geteilt. Der grössere Teil wird dem obersten Boden der Fraktionierkolonne als Rückfluss mit einer Menge von 740 Mol/Stunde zugeleitet.

Ein kleinerer Teil der Überkopfflüssigkeit wird auf den obersten Boden einer 20-Boden«Abstre if kolonne bei einer Temperatur von 43°C (110⁰F) zugeleitet. Die Abstreifkolonne wird mit einer Bodenflüssigkeitstemperatur von ungefähr 140⁰C (284°F) bei 7,1 Atm (90 psig) betrieben. Dies bewirkt die Trennung des kleineren Teils des Überkopfflüssigkeitsstroms in den vorher erwähnten Überkopfdampfstrom und einen zweiten Bodenflüssigkeitsstrom. Der überkopfdampf der Abstreifkolonne hat eine Temperatur von 54°C (129°F) und ein durchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 55,1. Er enthält ungefähr 0,5 Mol/Stunde Athan, 2,5 Mol/Stunde Propan, 18,4 Mol/Stunde Butane und ungefähr 0,2 Mol/Stunde Pentane, Der zweite Bodenflüssigkeitsstrom hat eine Fliessmenge von ungefähr 33 Mol/Stunde und

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enthält keine Cj-C.-Kohlenwasserstoffe und nur ungefähr

0,3 Mol/Stunde Butane. Er enthält ungefähr 5,5 Mol/stunde Pentane und veränderliche Mengen Benzol, Toluol, C_o-Paraffine und

Naphthaline und andere Kohlenwasserstoffe.

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L e e r s e i \ e

Claims (5)

Π- PUIl VnPWFPK «aiGRÖBENZELL/MONCHEN, 4. August 1977 U Γ. CMIL VWKVVCMN. Hörern*·. 9. Telefon 08142/6359 PATENTANWALT 2735539 Fotftdwdkonlo. MOnAwi 175659-801 *■ ' ** Bank ■ Dwittdi· Bank AMndwn. Zw.lgrt. Monlmilioimr., Kto. 41/30230 U 936/77 UOP Inc. Des Piaines, Illinois 60016 (V.St.A.) Verfahren zur Fraktionierung eines Kohlenwasserstoffgemisches aus mindestens drei Komponenten mit unterschiedlichen Siedepunkten Patentansprüche

1. Verfahren zur Fraktionierung eines Kohlenwasserstoff gemisches aus mindestens drei Komponenten mit unterschiedlichen Siedepunkten, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) einen die Kohlenwasserstoffe enthaltenden Beschickungsstrom in eine erste Fraktionierkolonne an einer Stelle zwischen dem Kolonnenkopf und dem Kolonnensumpf einführt, und die Kolonne bei Bedingungen zur Trennung des BeschikkungsStroms in einen ersten· Bodenstrom und einen ersten Uberkopfdampfstrom, einschließlich der Einführung eines Rückflußstroms in den Kopf der ersten Fraktionierkolonne, betreibt,

(b) den ersten Uberkopfdampfstrom mit einem zweiten Uberkopfdampfstrom vermischt, das sich ergebende Gemisch durch eine Kondensationseinrichtung leitet und dann den sich

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ergebenden, aus der Kondensationseinrichtung abfließenden mischphasigen Strom in einen Überkopfaufnahmebehälter einführt,

(c) einen Gasstrom aus dem Uberkopfaufnahmebehälter abzieht,

(d) eine Kohlenwasserstoffe enthaltende Uberkopfflüssigkeit von dem Uberkopfaufnahmebehälter abzieht und die Uberkopf flüssigkeit in zwei Anteile gleicher Zusammensetzung aufteilt,

(e) den einen Anteil der Uberkopfflüssigkeit als Rückflußstrom in die erste Fraktionierkolonne einführt, und

(f) den anderen Anteil der Uberkopfflüssigkeit als Beschickungsstrom in eine zweite Fraktionierkolonne einführt und diese Kolonne bei Bedingungen zur Trennung dieses Anteils der Uberkopfflüssigkeit in den zweiten Uberkopfdampfstrom und einen zv/eiten Bodenstrom betreibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Beschickungsstrom, der C„-Aromaten enthält, in die erste Fraktionierkolonne einführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Uberkopfdampfstrom, der C.-C₆-Kohlenwasserstoffe enthält, einen zweiten Uberkopfdampfstrom, der im wesentlichen frei von C,--Kohlenwasserstoffen ist, und einen ersten Bodenproduktstrom, der C₇- und C„-Kohlenwasserstoffe enthält, bildet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) einen C₂-Cg-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Beschickungsstrom in eine erste Fraktionierkolonne an einer Stelle zwischen den Kolonnenkopf und dem Kolonnensumpf einführt und die Kolonne bei Bedingungen zur Trennung des Beschickungsstroms in einen ersten Uberkopfdampfstrom, der

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C--C,-Kohlenwasserstoffe enthält, und einen ersten Bo- i ο

denstrom, der C-- und Cg-Kohlenwasserstoffe umfaßt, unter Einhaltung eines überatmosphärischen Drucks in der Kolonne und Zuführung eines Rückflußstronis in den Kopf der ersten Fraktionierkolonne betreibt,

(b) den ersten Uberkopfdampfstrom mit einem zweiten Uberkopfdampfstrom vermischt und das sich ergebende Gemisch durch eine Kondensationseinrichtung leitet und den sich ergebenden, aus der Kondensationseinrichtung abfließenden mischphasigen Strom in einen Uberkopfaufnahmebehälter einführt,

(c) einen C₁- und ^-Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abgasstrom aus dem Uberkopfaufnahmebehälter abzieht,

(d) eine C^-C,-Kohlenwasserstoffe enthaltende Uberkopfflüssigkeit von dem Uberkopfaufnahmebehälter abzieht und die Uberkopfflüssigkeit in zwei Anteile gleicher Zusammensetzung aufteilt,

(e) den einen Anteil der Uberkopfflüssigkeit als Rückflußstrom in die erste Fraktionierkolonne einführt, und

(f) den anderen Anteil der Uberkopfflüssigkeit in den oberen Teil einer zweiten Fraktionierkolonne einleitet und diese Kolonne bei Bedingungen zur Trennung dieses Anteils der Uberkopfflüssigkeit in den zweiten Uberkopfdampfstrom, der ^-Kohlenwasserstoffe enthält und im wesentlichen frei von Cc-Kohlenwasserstoffen ist, und einen zweiten Uodenstrom, der C^- und Cg-Kohlenwasserstoffe umfaßt, betreibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem überatmosphärischen Druck oberhalb 4,4 Atm abs. arbeitet und einen Beschickungsstrom zuführt, der aromatische Cg-Kohlenwasserstoffe enthält.

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